CN110752873A - 一种基于波分复用技术的可见光局域网络 - Google Patents

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Abstract

本发明属于局域网通信技术领域，具体涉及一种基于波分复用技术的可见光局域网络；包括若干个光源和可见光通信接收设备；所述相邻光源采用不同颜色的灯芯作为通信的信号源，每个光源中其余灯芯只作为照明光源使用；所述可见光通信接收设备包括自动检测模块和若干个光电探测芯片，不同光电探测芯片通过滤光片实现不同颜色信号源产生的信号波段的信号接收，自动检测模块用于检测不同颜色的光强，判断可见光通信接收设备在不同颜色光信号重叠区域，判断接收哪一种颜色的光信号，从而将照明重叠区域的光信号区分开；本发明解决室内可见光局域网络中，在不同光源交叉覆盖的区域内存在信号干扰的问题。

Description

一种基于波分复用技术的可见光局域网络
技术领域
本发明属于局域网通信技术领域，具体涉及一种基于波分复用技术的可见光局域网络。
背景技术
可见光通信技术是一种利用可见光光波作为信号载体进行无线高速通信的光无线通信技术。可见光通信利用的可见光光谱是一种无监管的、自由使用的频谱资源，最重要的是可见光通信与现有的射频(Radio Frequency，RF)通信互不干涉。可见光通信技术采用现有的半导体照明器件(Light Emitting Diodes，LED)作为通信的发射机，利用LED光源高速的亮灭传递信号。可见光照明与数字通信一体化的可见光通信技术推动着下一代照明与接入网技术的进步。通照一体也使可见光通信系统迅速发展成为一种可行并且富有吸引力的通信技术，进而成为一种发展最快的光无线通信技术。在过去几年时间里，可见光通信技术得到了更多的关注，有更多的研究人员投入到可见光通信技术的研究事业中，特别是室内可见光通信领域。
随着Li-Fi(Light Fidelity)技术的不断发展，技术越来越成熟，应用领域越来越广泛。特别是由于Li-Fi技术具有丰富的频谱资源，与现有的电子设备具有良好的兼容性，且可见光具有定向辐射、快速衰减、操控简单等特点，该技术可以快速构建安全信息空间，有效避免了无线电通信存在的电磁信号泄露问题。进而，可以利用Li-Fi技术搭建局域保密通信系统，进一步被推广到保密会议室、野战指挥所、人防坑道、军用坑道、舰船内部组网、企业内网等等各种场景。
另外，可见光通信(Visible Light Communication，VLC)还具有良好的保密特性。欧美日等发达国家都在积极投身VLC的研究工作，且取得了一定的成果。VLC在国内的研究起步较晚，但发展迅速，通过产业导向和科研攻关，VLC技术必将不断发展，搭乘LED快速发展和照明设备更新换代的快车，必将带来无线通信的新一场变革，特别是在室内信息服务应用方面，将会尤为突出。
室内可见光通信技术兼顾照明的同时，实现信息传输，在室内通信领域具有不可替代的优势，尤其在室内可见光局域网络的搭建方面。基于可见光通信技术的室内无线局域网络，通信速率高、布设便捷、安全系数高。但是，针对室内可见光局域网络中，在不同光源交叉覆盖的区域内存在信号干扰。本发明通过波分复用技术，降低光源间的信号干扰。
同一空间内相邻光源之间存在较强的信号干扰。相邻两灯的信号干扰主要是指在同一空间内，不可避免的会出现不同光源光照区域重叠的情况，针对这一情况，当用户将可见光通信接收设备置于该重叠区域内时，可见光通信接收设备接收到两个灯发送的光信号，进而出现两个灯的信号相互干扰的情况，影响通信质量，甚至使通信链路中断。
发明内容
本发明的发明目的在于克服现有技术存在的缺点，提出设计一种基于波分复用技术的可见光局域网络，以解决室内可见光局域网络中，在不同光源交叉覆盖的区域内存在信号干扰的问题。
本发明涉及的基于波分复用技术的可见光局域网络，包括若干个光源和可见光通信接收设备；所述相邻光源采用不同颜色的灯芯作为通信的信号源，每个光源中其余灯芯只作为照明光源使用；所述可见光通信接收设备包括自动检测模块和若干个光电探测芯片，不同光电探测芯片通过滤光片实现不同颜色信号源产生的信号波段的信号接收，自动检测模块用于检测不同颜色的光强，判断可见光通信接收设备在不同颜色光信号重叠区域，判断接收哪一种颜色的光信号，从而将照明重叠区域的光信号区分开。
优选的，所述光源为LED光源。
优选的，所述的可见光局域网络还包括电力猫；所述电力猫连接可见光集线器，可见光集线器分别与若干个LED光源和若干个光电探测芯片连接。
优选的，所述的可见光局域网络还包括终端，所述终端可以为计算机或手机等电子设备；所述计算机连接有用户适配器。
优选的，所述局域网的通信链路分为前向路由和逆向路由；所述前向路由中，电力猫从格式数据包解调出网络数据，此网络数据送入可见光集线器后，数据被调制到光谱中经由光源以广播的方式向各终端传输。逆向路由中，计算机终端的数据经用户适配器发送端调制到光谱中，由光源中的信号源传输至光电探测芯片，光电探测芯片将光信号还原成电信号，该电信号经可见光集线器进一步处理还原出用户数据并根据通用标准将数据打包成网络数据，根据目标地址决定在室内各计算机终端间传输或经电力猫向外传输。
本发明的工作原理：各计算机终端通过分别设置的用户适配器接收端接收光信号完成光信号向电信号转换并解调出网络数据，通过数据包中的用户地址判断数据包是否属于自己，如果是则接收，否则就丢弃。逆向路由中，计算机终端的数据经用户适配器发送端调制到光谱中，由光源的信号源传输至光电探测芯片，光电探测芯片通过滤光片实现不同颜色信号源产生的信号波段的信号接收，并还原成电信号，信号接收时自动检测模块检测不同颜色的光强，判断可见光通信接收设备在不同颜色光信号重叠区域，判断接收哪一种颜色的光信号，从而将照明重叠区域的光信号区分开，接收到的电信号经可见光集线器进一步处理还原出用户数据，并根据通用标准将数据打包成网络数据，根据目标地址决定在各计算机终端间传输或经电力猫向外传输。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明涉及的基于波分复用技术的可见光局域网络，通过波分复用技术，解决了在不同光源交叉覆盖的区域内存在信号干扰的问题，降低了光源间的信号干扰，使用波分复用技术区分信号重叠区域的不同信号，在灯端，使相邻光源采用不同颜色的灯芯作为通信的信号源；在可见光通信接收设备端，采用多个光电探测芯片，不同探测芯片通过滤光片实现不同颜色光源产生的信号接收，实现了将照明重叠区域的光信号区分开的效果。
附图说明
图1为本发明相邻光源波分复用示意图；
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
下面通过具体实施例并结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1：
本实施例涉及的基于波分复用技术的可见光局域网络，包括若两个光源和可见光通信接收设备；所述相邻光源采用不同颜色的灯芯作为通信的信号源，每个光源中其余灯芯只作为照明光源使用；所述可见光通信接收设备包括自动检测模块和两个光电探测芯片，不同光电探测芯片通过滤光片实现不同颜色信号源产生的信号波段的信号接收，自动检测模块用于检测不同颜色的光强，判断可见光通信接收设备在不同颜色光信号重叠区域，判断接收哪一种颜色的光信号，从而将照明重叠区域的光信号区分开。
本实施例所述光源为LED光源。
本实施例所述的LED光源为三色光源RGB-LED或四色光源RGBY-LED；所述RGB-LED指的是LED光源内包含红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)三个灯芯，通过控制不同颜色灯芯的发光功率，使多色灯芯合成白光；所述RGBY-LED指的是LED光源内包含红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)、黄(yellow)三个灯芯，通过控制不同颜色灯芯的发光功率，使多色灯芯合成白光。
如图1所示为相邻光源波分复用示意图，其中A和B为两个光源，a和b为两种不同颜色灯芯形成的信号源，C为照明重叠区域，即信号干扰区域，本发明对信号干扰区域采用波分技术，实现了对照明重叠区域的光信号的判断选择。
实施例2：
本实施例涉及的基于波分复用技术的可见光局域网络，其结构与实施例1相同，其中还包括电力猫；所述电力猫连接可见光集线器，可见光集线器分别与两个LED光源和两个光电探测芯片连接。
本实施例所述的可见光局域网络还包括终端，所述终端可以为计算机或手机等电子设备；所述计算机连接有用户适配器。
本实施例所述局域网的通信链路分为前向路由和逆向路由；所述前向路由中，电力猫从格式数据包解调出网络数据，此网络数据送入可见光集线器后，数据被调制到光谱中经由光源以广播的方式向各终端传输。逆向路由中，计算机终端的数据经用户适配器发送端调制到光谱中，由光源中的信号源传输至光电探测芯片，光电探测芯片将光信号还原成电信号，该电信号经可见光集线器进一步处理还原出用户数据并根据通用标准将数据打包成网络数据，根据目标地址决定在室内各计算机终端间传输或经电力猫向外传输。
本实施例的工作原理：各计算机终端通过分别设置的用户适配器接收端接收光信号完成光信号向电信号转换并解调出网络数据，通过数据包中的用户地址判断数据包是否属于自己，如果是则接收，否则就丢弃。逆向路由中，计算机终端的数据经用户适配器发送端调制到光谱中，由光源的信号源传输至光电探测芯片，光电探测芯片通过滤光片实现不同颜色信号源产生的信号波段的信号接收，并还原成电信号，信号接收时自动检测模块检测不同颜色的光强，判断可见光通信接收设备在不同颜色光信号重叠区域，判断接收哪一种颜色的光信号，从而将照明重叠区域的光信号区分开，接收到的电信号经可见光集线器进一步处理还原出用户数据，并根据通用标准将数据打包成网络数据，根据目标地址决定在各计算机终端间传输或经电力猫向外传输。
上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明权利要求书且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。

Claims (6)

1.一种基于波分复用技术的可见光局域网络，其特征在于：包括若干个光源和可见光通信接收设备；所述相邻光源采用不同颜色的灯芯作为通信的信号源，每个光源中其余灯芯只作为照明光源使用；所述可见光通信接收设备包括自动检测模块和若干个光电探测芯片，不同光电探测芯片通过滤光片实现不同颜色信号源产生的信号波段的信号接收，自动检测模块用于检测不同颜色的光强，判断可见光通信接收设备在不同颜色光信号重叠区域，判断接收一种颜色的光信号。
2.根据权利要求1所述的基于波分复用技术的可见光局域网络，其特征在于：所述光源为LED光源。
3.根据权利要求1所述的基于波分复用技术的可见光局域网络，其特征在于：所述的可见光局域网络还包括电力猫；所述电力猫连接可见光集线器，可见光集线器分别与若干个LED光源和若干个光电探测芯片连接。
4.根据权利要求1所述的基于波分复用技术的可见光局域网络，其特征在于：所述的可见光局域网络还包括终端，所述终端可以为计算机或手机等电子设备；所述计算机连接有用户适配器。
5.根据权利要求4所述的基于波分复用技术的可见光局域网络，其特征在于：所述局域网的通信链路分为前向路由和逆向路由；所述前向路由中，电力猫从格式数据包解调出网络数据，此网络数据送入可见光集线器后，数据被调制到光谱中经由光源以广播的方式向各终端传输。逆向路由中，计算机终端的数据经用户适配器发送端调制到光谱中，由光源中的信号源传输至光电探测芯片，光电探测芯片将光信号还原成电信号，该电信号经可见光集线器进一步处理还原出用户数据并根据通用标准将数据打包成网络数据，根据目标地址决定在室内各计算机终端间传输或经电力猫向外传输。
6.根据权利要求1所述的基于波分复用技术的可见光局域网络，其特征在于：所述的LED光源为三色光源RGB-LED或四色光源RGBY-LED；所述RGB-LED指的是LED光源内包含红、绿、蓝三个灯芯，通过控制不同颜色灯芯的发光功率，使多色灯芯合成白光；所述RGBY-LED指的是LED光源内包含红、绿、蓝、黄三个灯芯，通过控制不同颜色灯芯的发光功率，使多色灯芯合成白光。
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