CN110198188A - 一种高速调制可见光通信系统 - Google Patents

Abstract

一种高速调制可见光通信系统。本发明在实施过程中，第一光调制系统出射能够照明的第一线偏振调制光与第二光调制系统出射能够照明的第二线偏振调制光通过偏振合束器汇合为共光路传播并进入传导光纤，其中第一线偏振调制光和第二线偏振态调制光均携载有通信信息，传导光纤再通过分光系统将混合偏振光分为M份从M个耦出系统耦出；每个通信接收设备上均设有偏振分束器以及两个光探测器，偏振分束器将接收到的混合偏振光分为互相正交的线偏振调制光，这样通信接收设备便能够通过两个光探测器同时接收到两个偏振态的调制光，再通过数据处理将接收到的两个偏振态的调制光承载的通信信息合成；这样，本发明实现了同一时刻发送并接收双倍的通信信息，且两个通信信息之间互不干扰。

Description

一种高速调制可见光通信系统

技术领域

本发明涉及可见光通信，具体涉及一种高速调制可见光通信系统。

背景技术

室内可见光通信是近年来随LED照明技术发展起来的无线通信技术，LED具有节能、长寿命、高可靠性等优点，可在作为照明工具的同时用于可见光通信。可见光通信是通过采用振幅调制、正交频分复用调制、脉冲宽度调制、正交相移键控调制等调制方式将通信编码信号加载在LED驱动电路上，使LED在照明过程中输出携载有调制信号的照明光以供通信，因此LED的调制带宽决定了通信带宽。进一步讲，LED的调制带宽受响应速率限制，响应速率又受半导体内少子寿命τ _c 影响，一般的，LED的理论调制带宽在2GHz以下，在实际的工程使用中，LED的调制带宽很难达到GHz量级以上，较低的调制带宽使得LED难以进行高速通信。

发明内容

本发明目的在于解决上述问题，本发明提供了一种高速调制可见光通信系统，其在工作过程中，无需对LED照明设备中的LED灯珠进行信号调制，对LED灯珠的性能无要求，将LED灯珠发射出的连续光通过光纤导入光调制器，光调制器对通过的连续光进行信号调制，然后再将调制光通过光纤导出至自由光空间。

本发明的目的主要通过以下技术方案实现：

一种高速调制可见光通信系统，包括第一光调制系统、第二光调制系统、偏振合束器、耦合系统、传导光纤、分光系统、M个照明光纤、M个耦出系统、N个通信接收设备；

所述第一光调制系统出射可见光波段的第一线偏振调制光，所述第二光调制系统出射可见光波段的第二线偏振调制光，第一线偏振调制光与第二线偏振调制光的偏振态互相正交，第一线偏振调制光与第二线偏振调制光进入偏振合束器合为一束混合偏振光后进入耦合系统，所述耦合系统、传导光纤、分光系统依次连接，所述混合偏振光通过耦合系统进入传导光纤，所述传导光纤为保偏光纤，所述混合偏振光通过传导光纤传输至所述分光系统，所述分光系统包括M个出射口，每个所述出射口均与一个所述照明光纤连接，所述分光系统将混合偏振光分为M份子混合偏振光从M个出射口出射并分别进入M个照明光纤，每个所述照明光纤上均接有一个耦出系统，每份子混合偏振光通过照明光纤后从所述耦出系统出射至自由光空间；

每个所述通信接收设备上包括偏振分束器、两个光探测器，所述偏振分束器包括入射端和两个出射端，两个所述出射端分别对准两个所述光探测器，从所述耦出系统出射的所述子混合偏振光进入所述偏振分束器的所述入射端，所述子混合偏振光通过所述偏振分束器后分为第一子线偏振调制光和第二子线偏振调制光，所述第一子线偏振调制光和所述第二子线偏振调制光的偏振态互相正交，所述第一子线偏振调制光和所述第二子线偏振调制光分别进入两个所述光探测器。

进一步地，所述耦合系统采用光纤准直器，所述分光系统采用光纤分束器。

进一步地，所述耦出系统采用光纤准直器，所述子混合偏振光通过耦出系统从照明光纤出射至自由光空间；

或，由光纤准直器与透镜/透镜组构成，所述子混合偏振光通过耦出系统从照明光纤出射后再经过透镜/透镜组进入自由光空间。

进一步地，各个耦出系统出射的所有子混合偏振光中包含的第一线偏振调制光的偏振轴互相平行，各个耦出系统出射的所有子混合偏振光中包含的第二线偏振调制光的偏振轴互相平行。

进一步地，两个所述光探测器上各设有一个偏振滤光器，两个所述偏振滤光器的偏振轴互相正交。

进一步地，M个所述照明光纤互相之间的长度相等。

进一步地，第一光调制系统包括第一单偏振光源、第一光调制器、第一光纤耦出器、保偏光纤；第一单偏振光源通过保偏光纤与第一光调制器连接，第一光调制器通过保偏光纤与第一光纤耦出器连接，所述第一单偏振光源出射第一线偏振照明光并进入保偏光纤，第一线偏振照明光通过保偏光纤进入所述第一光调制器，所述第一光调制器将通信信息调制在第一线偏振照明光上将第一线偏振照明光调制为第一线偏振调制光，所述第一线偏振调制光通过保偏光纤传输至第一光纤耦出器，第一光纤耦出器出射第一线偏振调制光至所述偏振合束器；

第二光调制系统包括第二单偏振光源、第一光调制器、第二光纤耦出器、保偏光纤；第二单偏振光源通过保偏光纤与第一光调制器连接，第一光调制器通过保偏光纤与第二光纤耦出器连接，所述第二单偏振光源出射第二线偏振照明光并进入保偏光纤，第二线偏振照明光通过保偏光纤进入所述第一光调制器，所述第一光调制器将通信信息调制在第二线偏振照明光上将第二线偏振照明光调制为第二线偏振调制光，所述第二线偏振调制光通过保偏光纤传输至第二光纤耦出器，第二光纤耦出器出射第二线偏振调制光至所述偏振合束器。

进一步地，所述第一光调制系统包括LED光源、第一起偏器、第一光纤耦合器、保偏光纤、第二光调制器、第三光纤耦出器；

LED光源出射的照明光通过第一起偏器后所述照明光的偏振态转为第一线偏振态，随后通过所述第一光纤耦合器进入保偏光纤，所述第二光调制器接于保偏光纤上，第二光调制器将第一线偏振态的照明光调制为所述第一线偏振调制光，所述第一线偏振调制光继续在保偏光纤中传播，所述第一线偏振调制光通过所述第三光纤耦出器耦出保偏光纤并照射向所述偏振合束器；

第二光调制系统包括LED光源、第二起偏器、第二光纤耦合器、保偏光纤、第二光调制器、第四光纤耦出器；

LED光源出射的照明光通过第二起偏器后所述照明光的偏振态转为第二线偏振态，随后通过所述第二光纤耦合器进入保偏光纤，所述第二光调制器接于保偏光纤上，第二光调制器将第二线偏振态的照明光调制为所述第二线偏振调制光，所述第二线偏振调制光继续在保偏光纤中传播，所述第二线偏振调制光通过所述第四光纤耦出器耦出保偏光纤并照射向所述偏振合束器；

所述第一起偏器和所述第二起偏器的起偏方向正交。

进一步地，所述传导光纤、照明光纤均为多模光纤。

通过使用本发明，可以产生以下有益效果：本发明在实施过程中，第一光调制系统出射能够照明的第一线偏振调制光与第二光调制系统出射能够照明的第二线偏振调制光通过偏振合束器汇合为共光路传播并进入传导光纤，其中第一线偏振调制光和第二线偏振态调制光均携载有通信信息，传导光纤再通过分光系统将混合偏振光分为M份分别通过M个照明光纤从M个耦出系统耦出，分光系统为M份的过程仅是对能量进行分配而不影响携载的通信信息；每个通信接收设备上均设有偏振分束器以及两个光探测器，偏振分束器将接收到的混合偏振光分为互相正交的线偏振调制光，这样通信接收设备便能够通过两个光探测器同时接收到两个偏振态的调制光，再通过数据处理将接收到的两个偏振态的调制光承载的通信信息合成；这样，本发明实现了同一时刻发送并接收双倍的通信信息，且两个通信信息之间互不干扰。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明中一个实施例的系统示意图；

图2为本发明中通信接收设备的一种结构实施例示意图；

图3为本发明中一个实施例的系统示意图；

图4为本发明中一个实施例的系统示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：101-第一单偏振光源，102-第一光调制器，103-第一光纤耦出器，104-第二单偏振光源，105-第二光纤耦出器，106-LED光源，107-第一起偏器，108-第一光纤耦合器，109-第二光调制器，110-第三光纤耦出器，111-第二起偏器，112-第二光纤耦合器，113-第四光纤耦出器，3-偏振合束器，4-耦合系统，5-传导光纤，6-分光系统，7-照明光纤，8-耦出系统，9-通信接收设备，10-光探测器，11-偏振分束器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，附图中的阴影部分表示横截剖面，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例一：

本发明提出一种高速调制可见光通信系统，如图1所示，包括第一光调制系统、第二光调制系统、偏振合束器3、耦合系统4、传导光纤5、分光系统6、M个照明光纤7、M个耦出系统8、N个通信接收设备9；

第一光调制系统出射携载有通信信息且处于可见光波段的第一线偏振调制光，其偏振态为第一方向，第二光调制系统出射携载有通信信息且处于可见光波段的第二线偏振调制光，其偏振态为第二方向，第一方向和第二方向正交，第一线偏振调制光与第二线偏振调制光的偏振态互相正交，第一线偏振调制光与第二线偏振调制光进入偏振合束器3，偏振合束器3将两者合为一束混合偏振光后进入耦合系统4，偏振合束器3可采用常见的棱角式偏振合束立方；第一线偏振调制光和第二线偏振调制光可以是从不同方向入射偏振合束器3，混合偏振光中此时则携载第一光调制系统的通信信息和第二光调制系统的通信信息进行传输，由于两个通信信息的偏振态互相垂直，因此在传播过程中两个通信信息互不干扰影响；

耦合系统4、传导光纤5、分光系统6依次顺序连接，耦合系统4可采用光纤准直器，混合偏振光通过耦合系统4进入传导光纤5，传导光纤5为保偏光纤，混合偏振光通过传导光纤5传输至分光系统6；分光系统6可采用光纤分束器，分光系统6包括M个出射口，每个出射口均与一个照明光纤7连接，分光系统6将混合偏振光分为M份子混合偏振光从M个出射口出射并分别进入M个照明光纤7，每个照明光纤7上均接有一个耦出系统8，例如分光系统6包括四个出射口，则每个出射口均接有一个照明光纤7；分光系统6一般是将混合偏振光分为能量不同或能量相同的M份，而对混合偏振光所携载的通信信息不作任何影响，每份子混合偏振光通过照明光纤7后从耦出系统8出射至自由光空间；

耦出系统8可采用光纤准直器，或，由光纤准直器与透镜/透镜组构成；当耦出系统8采用光纤准直器时，其出射NA（数值孔径）较小，照明范围较小，但光通量较大，适合用于定向可见光通信，子混合偏振光通过光纤准直器从照明光纤7出射至自由光空间；当耦出系统8采用由光纤准直器与透镜/透镜组构成的结构时，其出射NA由透镜/透镜组决定，透镜/透镜组的NA可以设计得较大，则照明范围较大，适合用于非定向可见光通信，子混合偏振光先通过光纤准直器从照明光纤7出射并照射至透镜/透镜组，透镜/透镜组再对子混合偏振光进行扩束/发散等作用后，扩束/发散后的子混合偏振光进入自由光空间；第一线偏振调制光和第二线偏振调制光均为可见光波段的光，则子混合偏振光也为可见光波段，其出射至自由光空间实现了照明；

如图2所示，通信接收设备9设于耦出系统8的照射范围内，每个通信接收设备9上包括偏振分束器11、两个光探测器10，偏振分束器11包括入射端和两个出射端，两个出射端分别对准两个光探测器10，此处的偏振分束器11可采用偏振分束立方；从耦出系统8出射的子混合偏振光进入偏振分束器11的入射端，子混合偏振光通过偏振分束器11后分为第一子线偏振调制光和第二子线偏振调制光，第一子线偏振调制光和第二子线偏振调制光的偏振态互相正交，第一子线偏振调制光和第二子线偏振调制光分别进入两个光探测器10；此外，每个通信接收设备9可能接收到一份或多份前述子混合偏振光；优选地，在本发明实施过程中，偏振分束器11的两个分光偏振轴需与耦出系统8出射的字混合偏振光的两个偏振轴一一对准，能够避免第一子线偏振调制光和第二子线偏振调制光所携载的通信信息互相干扰，对准过程只需要简单的方向校准即可，此方案适合用于通信接收设备9为路由设备的应用场景；

这样，前述混合偏振光中的分别来自第一光调制系统的通信信息和第二光调制系统的通信信息，在偏振分束器11处被分束为两个线偏振光携载的通信信息分别来自第一光调制系统和第二光调制系统，两个线偏振光分别进入两个光探测器10，这两个线偏振光的偏振态互相正交，因为全程涉及到的光纤均为保偏光纤，因此实际上从偏振分束器11出射的两个线偏振光携载的通信信息互不干扰；通信接收设备9再通过数据处理将两个光探测器10采集到的光信号进行合成，等效的相当于通信接收设备9在同一时刻接收到双倍的通信信息。

优选的，调节M个耦出系统8的取向，使各个耦出系统8出射的子混合偏振光中包含的第一线偏振调制光对应的偏振轴互相平行，各个耦出系统8出射的子混合偏振光中包含的第二线偏振调制光对应的偏振轴互相平行；例如第一个耦出系统8出射的第一束子混合偏振光由被分割的第一线偏振调制光和被分割的第二线偏振调制光组成，第二个耦出系统8出射的第二束子混合偏振光也是由被分割的第一线偏振调制光和被分割的第二线偏振调制光组成，那么调节耦出系统8的取向，使得第一束子混合偏振光中第一线偏振调制光的偏振态与第二束子混合偏振光中第一线偏振调制光的偏振态平行，使得第一束子混合偏振光中第二线偏振调制光的偏振态与第二束子混合偏振光中第二线偏振调制光的偏振态平行，其他耦出系统8的取向设置同理；这样能够使得进入N个通信接收设备9的子混合偏振光的偏振轴更加统一，无需做过多的调节，也使得进入每个光探测器的单偏振通信信息不会混杂其他偏振态的通信信息。

进一步地，通信接收设备9中的两个光探测器10上各设有一个偏振滤光器，两个所述偏振滤光器的偏振轴互相正交，这样能够进一步地对进入光探测器的线偏振光进行偏振滤光，以提升光探测器的信噪比。在本发明实施过程中，再将两个偏振滤光器的偏振轴与耦出系统8出射至自由光空间的子混合偏振光中的两个偏振轴分别对准，使得光探测器所接收到的通信信息的信噪比更高。

第一光调制系统和第二光调制系统所出射的第一线偏振调制光和第二线偏振调制光所携载的两个通信信息，可以是负责并行运算的两路通信信息。

在传统的可见光通信系统中，时常存在多光路间的码间干扰问题。而在采用了光纤导光的本发明中，更是得注意多个光纤之间产生的光程差问题，若多个光纤长度不等，将使得多路光之间具有光程差，容易引起最终通信的码间干扰。为了优化本发明的通信质量，优选的，M个照明光纤7互相之间的长度相等，使得携载有调制信号的子混合偏振光经过相同的光程再从耦出系统8耦出，避免了光纤导致的码间干扰问题。

实施例二：

第一光调制系统和第二光调制系统的功能为出射第一线偏振调制光和第二线偏振调制光，在一种实施例中，如图3所示，第一光调制系统包括第一单偏振光源101、第一光调制器102、第一光纤耦出器103、保偏光纤；第一单偏振光源101可采用单偏振光纤激光器或其他单偏振光源，其出射可见光波段的第一线偏振照明光，第一单偏振光源101优选采用光纤接口，第一单偏振光源101通过保偏光纤与第一光调制器102连接，第一光调制器102通过保偏光纤与第一光纤耦出器103连接，第一单偏振光源101出射第一线偏振照明光并进入保偏光纤，第一线偏振照明光通过保偏光纤进入第一光调制器102，第一光调制器102将通信信息调制在第一线偏振照明光上将第一线偏振照明光调制为第一线偏振调制光，第一线偏振调制光通过保偏光纤传输至第一光纤耦出器103，第一光纤耦出器103出射第一线偏振调制光至自由光空间再入射偏振合束器3；

第二光调制系统包括第二单偏振光源104、第一光调制器102、第二光纤耦出器105、保偏光纤；第二单偏振光源104出射第二线偏振照明光，第二单偏振光源104可采用单偏振光纤激光器或其他单偏振光源，其出射可见光波段的第二线偏振照明光，第二单偏振光源104通过保偏光纤与第一光调制器102连接，第一光调制器102通过保偏光纤与第二光纤耦出器105连接，第二单偏振光源104出射第二线偏振照明光并进入保偏光纤，第二线偏振照明光通过保偏光纤进入第一光调制器102，第一光调制器102将通信信息调制在第二线偏振照明光上将第二线偏振照明光调制为第二线偏振调制光，第二线偏振调制光通过保偏光纤传输至第二光纤耦出器105，第二光纤耦出器105出射第二线偏振调制光至自由光空间再入射偏振合束器；第一线偏振调制光和第二线偏振调制光的偏振态互相正交；第一光纤耦出器103和第二光纤耦出器105优选采用光纤准直器、GRIN透镜，采用GRIN透镜时，第一线偏振调制光和第二线偏振调制光能够以准直状态进入自由光空间，这便于在经过偏振合束器3后与耦合系统4的耦合。

第一光调制系统和第二光调制系统中采用的第一光调制器102可采用同一个设备或基本同样的两个设备。本实施例采用了外调制的方式将通信信息调制在照明光上，无需考虑第一单偏振光源及第二单偏振光源的调制带宽，第一光调制器102可采用振幅调制、脉冲宽度调制、相位调制等方式将待发送的通信信息加载在照明光上，第一光调制器102本身能够实现几十上百GHz量级的高速调制。

实施例三：

在另一种实施例中，第一光调制系统和第二光调制系统可以是如图4所示的结构，第一光调制系统包括LED光源106、第一起偏器107、第一光纤耦合器108、保偏光纤、第二光调制器109、第三光纤耦出器110；

LED光源106出射的照明光至自由光空间，首先通过第一起偏器107后照明光的偏振态转为第一线偏振态，随后通过第一光纤耦合器108进入保偏光纤，第一光纤耦合器108可采用光纤准直器等类似的光纤耦合器件，在第一光纤耦合器108的入射端上可设置透镜以增大第一光纤耦合器108的收光能力，从而提升光能量利用率；第二光调制器109接于保偏光纤上，第二光调制器109将第一线偏振态的照明光调制为第一线偏振调制光，第一线偏振调制光继续在保偏光纤中传播，第一线偏振调制光通过第三光纤耦出器110耦出保偏光纤至自由光空间，并照射向偏振合束器3；

第二光调制系统包括LED光源106、第二起偏器111、第二光纤耦合器112、保偏光纤、第二光调制器109、第四光纤耦出器113；

LED光源106出射的照明光通过第二起偏器111后照明光的偏振态转为第二线偏振态，随后通过第二光纤耦合器112进入保偏光纤，第二光调制器109接于保偏光纤上，第二光调制器109将第二线偏振态的照明光调制为第二线偏振调制光，第二线偏振调制光继续在保偏光纤中传播，第二线偏振调制光通过第四光纤耦出器113耦出保偏光纤至自由光空间，并照射向偏振合束器；

第一起偏器107和第二起偏器111的起偏方向正交；

第三光纤耦出器110和第四光纤耦出器113优选采用光纤准直器、GRIN透镜，采用GRIN透镜时，第一线偏振调制光和第二线偏振调制光能够以准直状态进入自由光空间，这便于在经过偏振合束器3后与耦合系统4的耦合。

第一光调制系统和第二光调制系统中采用的第一光调制器109可采用同一个设备或基本同样的两个设备；第一光调制系统和第二光调制系统中采用LED光源106可采用同一个设备或基本同样的两个设备。同样，本实施例采用了外调制的方式将通信信息调制在照明光上，无需考虑LED光源106的调制带宽，第二光调制器109可采用振幅调制、脉冲宽度调制、相位调制等方式将待发送的通信信息加载在照明光上，第二光调制器109本身能够实现几十上百GHz量级的高速调制。

实施例四：

优选的，传导光纤5、照明光纤7均为多模光纤。这样能够使各个光纤容纳更多的模式，传播更高能量的光。多模式传播还可供于模分复用调制，从而带来能够进一步提升调制带宽的系统潜力。

实施例五：

以上述实施例为基础，本发明还具有一个额外效果，由于光纤具有非常优良的光传导能力，且可以任意延长，因此耦出系统8可以设置在任意想要设置的地方，集中由两个第一光调制器或两个第二光调制器输出调制信号，设置在多处的耦出系统8只负责导光和耦出。系统可以方便的照明并通信更大范围的空间，且无需在每一处照明点都设置复杂的可见光调制系统，只需将调制好的通信光分光后再引至不同位置照射即可。

总而言之，本发明提出一种采用偏振复用结合光纤耦合式的通信系统，实现高速调制、稳定调制、集中调制的可见光通信；

高速调制体现在于：首先采用偏振复用的方式在两个独立的偏振态上分别加载通信信息并传播至通信接收设备，等效的相当于通信接收设备同一时刻接收到双倍的通信信息；其次，无需考虑单偏振光源自身及LED光源自身的调制带宽，光调制器本身能够实现几十上百GHz量级的高速调制；

稳定调制体现在于：无需考虑单偏振光源自身及LED光源自身的性能和稳定性，整个系统的信号调制均集中采用性能稳定的光调制器，光调制器能够采用多种编码调制方式将通信信号加载在连续光上；

集中调制的体现在于：如果需要布置多处照明光源，无需对每一处每一个照明光源加入调制系统，只需集中地在一个设备（光调制器）上对照明光进行调制，光调制器调制后携载有调制信号的调制光再通过分光系统、照明光纤、耦出系统分配为多个光路出射到自由光空间。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高速调制可见光通信系统，其特征在于：包括第一光调制系统、第二光调制系统、偏振合束器、耦合系统、传导光纤、分光系统、M个照明光纤、M个耦出系统、N个通信接收设备；

所述第一光调制系统出射可见光波段的第一线偏振调制光，所述第二光调制系统出射可见光波段的第二线偏振调制光，第一线偏振调制光与第二线偏振调制光的偏振态互相正交，第一线偏振调制光与第二线偏振调制光进入偏振合束器合为一束混合偏振光后进入耦合系统，所述耦合系统、传导光纤、分光系统依次连接，所述混合偏振光通过耦合系统进入传导光纤，所述传导光纤为保偏光纤，所述混合偏振光通过传导光纤传输至所述分光系统，所述分光系统包括M个出射口，每个所述出射口均与一个所述照明光纤连接，所述分光系统将混合偏振光分为M份子混合偏振光从M个出射口出射并分别进入M个照明光纤，每个所述照明光纤上均接有一个耦出系统，每份子混合偏振光通过照明光纤后从所述耦出系统出射至自由光空间；

每个所述通信接收设备上包括偏振分束器、两个光探测器，所述偏振分束器包括入射端和两个出射端，两个所述出射端分别对准两个所述光探测器，从所述耦出系统出射的所述子混合偏振光进入所述偏振分束器的所述入射端，所述子混合偏振光通过所述偏振分束器后分为第一子线偏振调制光和第二子线偏振调制光，所述第一子线偏振调制光和所述第二子线偏振调制光的偏振态互相正交，所述第一子线偏振调制光和所述第二子线偏振调制光分别进入两个所述光探测器。

2.根据权利要求1所述的一种高速调制可见光通信系统，其特征在于：所述耦合系统采用光纤准直器，所述分光系统采用光纤分束器。

3.根据权利要求1所述的一种高速调制可见光通信系统，其特征在于：所述耦出系统采用光纤准直器，所述子混合偏振光通过耦出系统从照明光纤出射至自由光空间；

或，由光纤准直器与透镜/透镜组构成，所述子混合偏振光通过耦出系统从照明光纤出射后再经过透镜/透镜组进入自由光空间。

4.根据权利要求1所述的一种高速调制可见光通信系统，其特征在于：各个耦出系统出射的所有子混合偏振光中包含的第一线偏振调制光的偏振轴互相平行，各个耦出系统出射的所有子混合偏振光中包含的第二线偏振调制光的偏振轴互相平行。

5.根据权利要求1所述的一种高速调制可见光通信系统，其特征在于：两个所述光探测器上各设有一个偏振滤光器，两个所述偏振滤光器的偏振轴互相正交。

6.根据权利要求1所述的一种高速调制可见光通信系统，其特征在于：M个所述照明光纤互相之间的长度相等。

7.根据权利要求1所述的一种高速调制可见光通信系统，其特征在于：第一光调制系统包括第一单偏振光源、第一光调制器、第一光纤耦出器、保偏光纤；第一单偏振光源通过保偏光纤与第一光调制器连接，第一光调制器通过保偏光纤与第一光纤耦出器连接，所述第一单偏振光源出射第一线偏振照明光并进入保偏光纤，第一线偏振照明光通过保偏光纤进入所述第一光调制器，所述第一光调制器将通信信息调制在第一线偏振照明光上将第一线偏振照明光调制为第一线偏振调制光，所述第一线偏振调制光通过保偏光纤传输至第一光纤耦出器，第一光纤耦出器出射第一线偏振调制光至所述偏振合束器；

第二光调制系统包括第二单偏振光源、第一光调制器、第二光纤耦出器、保偏光纤；第二单偏振光源通过保偏光纤与第一光调制器连接，第一光调制器通过保偏光纤与第二光纤耦出器连接，所述第二单偏振光源出射第二线偏振照明光并进入保偏光纤，第二线偏振照明光通过保偏光纤进入所述第一光调制器，所述第一光调制器将通信信息调制在第二线偏振照明光上将第二线偏振照明光调制为第二线偏振调制光，所述第二线偏振调制光通过保偏光纤传输至第二光纤耦出器，第二光纤耦出器出射第二线偏振调制光至所述偏振合束器。

8.根据权利要求1所述的一种高速调制可见光通信系统，其特征在于：所述第一光调制系统包括LED光源、第一起偏器、第一光纤耦合器、保偏光纤、第二光调制器、第三光纤耦出器；

LED光源出射的照明光通过第一起偏器后所述照明光的偏振态转为第一线偏振态，随后通过所述第一光纤耦合器进入保偏光纤，所述第二光调制器接于保偏光纤上，第二光调制器将第一线偏振态的照明光调制为所述第一线偏振调制光，所述第一线偏振调制光继续在保偏光纤中传播，所述第一线偏振调制光通过所述第三光纤耦出器耦出保偏光纤并照射向所述偏振合束器；

第二光调制系统包括LED光源、第二起偏器、第二光纤耦合器、保偏光纤、第二光调制器、第四光纤耦出器；

LED光源出射的照明光通过第二起偏器后所述照明光的偏振态转为第二线偏振态，随后通过所述第二光纤耦合器进入保偏光纤，所述第二光调制器接于保偏光纤上，第二光调制器将第二线偏振态的照明光调制为所述第二线偏振调制光，所述第二线偏振调制光继续在保偏光纤中传播，所述第二线偏振调制光通过所述第四光纤耦出器耦出保偏光纤并照射向所述偏振合束器；

所述第一起偏器和所述第二起偏器的起偏方向正交。

9.根据权利要求1~8任意一项所述的一种高速调制可见光通信系统，其特征在于：所述传导光纤、照明光纤均为多模光纤。