CN201234256Y - 一种微型无线激光视音频传输系统 - Google Patents

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柳荣远
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Abstract

本实用新型涉及一种微型无线激光视音频传输系统，包括至少一个发送端和接收端，发送端和接收端分别包括激光发射或接收天线，其特征在于：所述发送端和接收端还包括有光端机，光端机通过外部光纤与激光发射天线或接收天线相连，位于发送端的光端机用于将输入的电信号进行脉冲频率调制和电光转换成光信号，位于接收端的光端机用于接收发送端传送过来的光信号，并将其进行光电转换和脉冲频率解调，还原成电信号。本实用新型体积小，具有很强的方便性和隐蔽性，并可在高强度的电磁环境中稳定工作而不受任何通信方式的干扰。

Description

一种微型无线激光视音频传输系统
(一)技术领域：
本实用新型涉及一种传输系统，特别涉及一种微型无线激光视音频传输系统。
(二)背景技术：
常见的信号传输方式有有线传输和无线传输两种。有线传输主要是依赖电话线、电缆或光缆，采用有线传输方式的连接网络在建设时，不可避免地需要有挖沟坡路埋线或是空中飞线架设等布线施工，耗资大，时间长，常会有多方面的困扰。采用无线传输方式由于不需实体通信线路的铺设，而能节省大量的成本。现有的无线通信系统通常都是利用高频率的电磁波信号作为载体进行信号传输的，其频率资源有限制，传输速度和传输距离都要受到无线电管理委员会的严格控制。鉴于电磁波自身的特性，微波传输系统不仅在使用时需要进行频繁的频率协调的步骤，而且接收端的鉴频器必须有足够的信噪比才能检出有用的信号。当在电磁辐射严重的工业场合使用无线视音频传输系统时，一旦干扰源的发送频率接近电磁波频率，就会对设备和信号产生严重干扰，当有用的信号淹没在环境噪音中后就无法实现无线视音频传输了。而无线电、微波通信的抗干扰能力差、保密性不强，容易被干扰和监听。现有的解决方案，如公告日为2006年3月15日，公告号为CN2765401Y，公告名称为“基于自由空间激光通信的传输系统”的中国实用新型专利，公开了一种将目标信号进行二进制振幅键控调制后，通过激光进行信号传输，并在接收结构单元解调的通信系统。虽然振幅键控实现简单，但其信号容易受增益变化的影响，传输速率低、抗干扰能力差，传输效果仍不理想。
(三)实用新型内容：
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种抗干扰能力强、信噪比高、传输效果理想的一种微型无线激光视音频传输系统。
为了解决上述技术问题，本实用新型一种微型无线激光视音频传输系统，包括至少一个发送端和接收端，发送端用于输出自身的激光信号，接收端用于接收发送端传送来的激光信号。每一个发送端和接收端分别包括激光发射或接收天线，以及光端机，光端机通过外部光纤与激光发射或接收天线相连。所述发送端和接收端还包括有光端机，光端机通过外部光纤与激光发射或接收天线相连，位于发送端的光端机用于将输入的电信号进行脉冲频率调制和电光转换成光信号，位于接收端的光端机用于接收发送端传送过来的光信号，并将其进行光电转换和脉冲频率解调，还原成电信号。将脉冲频率调制作为信号光强度调制前的一种预处理过程，信号经过脉冲频率调制后，频谱会变宽，并以此可以换取传输质量的提高。而脉冲频率调制处理带来的传输带宽的增加，对于带宽极宽的光纤来说并不存在什么问题，而且由于光源的非线性对系统的影响不大，故光调制深度可以增加，进一步提高系统的信噪比。
所述发送端的光端机包括依次连接的脉冲频率调制模块、电光转换模块、激光器和内部光纤，其中，激光器位于电光转换模块当中，是电光转换模块的一部分。脉冲调制模块与信号输入端连接，内部光纤与发送端的外部光纤通过接口相连。与之对应的接收端的光端机依次连接的内部光纤、激光器、光电转换模块和脉冲频率解调模块，其中，光电探测器位于光电转换模块当中，是光电转换模块的一部分。内部光纤与接收端的外部光纤通过接口相连，脉冲频率解调模块与信号输出端相连。
所述位于发送端的光端机电光转换模块中的激光器最好采用DFB分布反馈半导体激光器，相较于采用F-P腔体激光器，具有更好的波长稳定性。
发射天线与接收天线采用非对称形式，发射天线的直径远小于接收天线的直径，充分考虑了激光在自由空间传输中的几何损耗，留有充分的传输冗余度，保证信号的可靠传输。
为了更好的提高了激光接收率，所述位于发送端和/或接收端的外部光纤为多模光纤。所述位于发送端光端机内部与激光器相连接的用于发射的内部光纤最好为单模光纤，与之对应的位于接收端光端机内部与光电探测器相连接的用于接收的内部光纤为最好为多模光纤。
发送端和/或接收端还包括可见光辅助校准器或支架天线，用于对两对应终端上的激光收发天线在安装时进行初步校准和固定，使得对应终端的激光收发天线的激光信号能保持在同一预定轴向上。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
1、体积小，具有很强的方便性和隐蔽性；
2、发射天线与接收天线采用非对称形式，发射天线远小于接收天线，充分考虑了激光在自由空间传输中的几何损耗，留有充分的传输冗余度，保证信号的可靠传输；
3、由于激光具有高方向性、高单色性和高相干性，所以系统不干扰其它任何通信系统、并可在高强度的电磁环境中稳定工作而不受任何通信方式的干扰；
4、传输带宽大，单信道数据信号可以达到2.5Gbit/s，传输模拟或射频信号其频率可达10G：
5、将脉冲频率调制作为信号光强度调制前的一种预处理过程，增加了频谱的宽度，有效提高了系统的信噪比和传输质量，使得信号传输更为清晰，保真度也更高；
6、结构简单，易于实现。
(四)附图说明：
图1为本实用新型一种实施方式的结构示意图。
附图说明：1、内部光纤 2、光端机 3、发射天线 4、接收天线 5、外部光纤
(五)具体实施方式：
如图1的一种微型无线激光视音频传输系统，包括发送端和接收端。所述发送端和接收端各包括有光端机2和激光发射天线3或接收天线4，光端机2通过外部光纤5与激光发射/接收天线3、4连接。位于发送端的光端机2包括相互连接的脉冲频率调制模块和电光转换模块、以及激光器和与激光器相连接的用于发射的单模光纤，其中，激光器位于电光转换模块当中，是电光转换模块的一部分。脉冲调制模块与信号输入端相连，与激光器相连接的用于发射的单模光纤通过接口与外部光纤5连接。发送端用于将输入的电信号进行脉冲频率调制和电光转换成光信号后，通过激光发射天线3进行发射。位于接收端的光端机2包括和光电探测器相连接的用于接收的多模光纤、相互连接的光电转换模块和脉冲频率解调模块，其中，光电探测器位于光电转换模块当中，是光电转换模块的一部分。与激光器相连接的用于发射的单模光纤通过接口与外部光纤5连接，光电转换模块与和光电探测器相连接的用于接收的多模光纤相连，脉冲频率解调模块与信号输出端相连。接收端用于将激光收发天线接收到的发送端传送过来的光信号进行脉冲频率解调和光电转换，还原成电信号。本实施例位于发送端和接收端的外部光纤都选用多模光纤。
在系统安装之初，需先将发送端与接收端上的激光发射/接收天线3、4保持在同一预定轴向上，以使得激光能够进行点对点传输。本实施例在发送端和接收端的激光收发天线均安装于支架天线上，将发送端的激光发射天线3的输入端与可见光相连，在发送端发射可见光，在远处可看到可见光斑，从而确定激光发射天线3的激光发射基本方位，使发射天线3和接收天线4基本保持在一定轴向上，即进行初步校准，然后再通过调节两端的支架天线进行细调节，使得对应接收端的激光接收天线4的激光信号能保持在同一预定轴向上，并通过天线支架对激光发射/接收天线3、4的方位进行固定。
使用时，将待传输的视频、音频信号输入发送端的光端机2。发送端光端机2在脉冲频率调制模块中将传入的电信号进行脉冲频率调制后，送入电光转换模块中进行信号的电光转换，实现电信号到激光信号的转换，激光信号通过内部光纤1和外部光纤5传送到发送端的激光收发天线，激光收发天线将光信号准直、集中的发射出去。接收端的激光接收天线4接收到发送端发送来的光信号后，将其汇聚，使其耦合进多模光纤中，通过外部光纤5和内部光纤1把接收到的光信号传输至接收端的光端机2。光信号在接收端的光电转换模块中转换为电信号后送入脉冲频率解调模块，电信号经过脉冲频率解调模块解调，还原为视频、音频电信号。

Claims (8)

  1. 【权利要求1】一种微型无线激光视音频传输系统，包括至少一个发送端和接收端，发送端和接收端分别包括激光发射或接收天线(4)，其特征在于：所述发送端和接收端还包括有光端机(2)，光端机(2)通过外部光纤(5)与激光发射天线(3)或接收天线(4)相连，位于发送端的光端机(2)用于将输入的电信号进行脉冲频率调制和电光转换成光信号，位于接收端的光端机(2)用于接收发送端传送过来的光信号，并将其进行光电转换和脉冲频率解调，还原成电信号。
  2. 【权利要求2】根据权利要求1所述的一种微型无线激光视音频传输系统，其特征在于：所述位于发送端的光端机(2)包括依次连接的脉冲频率调制模块、电光转换模块、激光器和内部光纤(1)，脉冲调制模块与信号输入端连接，内部光纤(1)与发送端的外部光纤(5)通过接口相连；与之对应的位于接收端的光端机(2)依次连接的内部光纤(1)、光电探测器、光电转换模块和脉冲频率解调模块，内部光纤(1)与接收端的外部光纤(5)通过接口相连，脉冲频率解调模块与信号输出端相连。
  3. 【权利要求3】根据权利要求2所述的一种微型无线激光视音频传输系统，其特征在于：所述位于发送端的光端机(2)电光转换模块中的激光器采用分布反馈半导体激光器。
  4. 【权利要求4】根据权利要求1或2所述的一种微型无线激光视音频传输系统，其特征在于：所述发送端和接收端为非对称式，即发射天线(3)的直径小于接收天线(4)。
  5. 【权利要求5】根据权利要求1或2所述的一种微型无线激光视音频传输系统，其特征在于：所述外部光纤(5)为多模光纤。
  6. 【权利要求6】根据权利要求1或2所述的一种微型无线激光视音频传输系统，其特征在于：所述位于发送端的光端机(2)内部光纤(1)为单模光纤。
  7. 【权利要求7】根据权利要求1或2所述的一种微型无线激光视音频传输系统，其特征在于：所述位于接收端的光端机(2)内部光纤为(1)多模光纤。
  8. 【权利要求8】根据权利要求1或2所述的一种微型无线激光视音频传输系统，其特征在于：所述发送端和/或接收端还包括可见光辅助校准器或支架天线，用于校准和固定激光发射天线(3)和激光接收天线(4)，使得激光信号能稳定保持在同一预定轴向上进行传输。
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