[发明专利]轻量化长距离的水下LED无线光通信传输系统

说明书

一种轻量化长距离的水下LED无线光通信传输系统，包括：发射端，用于发射光信号,发射端包括：数据采集模块；发射端电光转换模块；发射端传输光纤；带有水密机械结构的发射端，包括：发射端光电转换模块；发射端数字信号处理模块；数模转换模块；放大器；LED阵列；直流偏置模块；发射端透镜组件；接收端，用于接收发射端发射的光信号，包括：带有水密机械结构的接收端，设置于水下，包括：接收端透镜组件；探测器；跨阻放大器；均衡及滤波模块；模数转换模块；接收端数字信号处理模块；接收端电光转换模块；接收端传输光纤；接收端光电转换模块；数据恢复模块。本发明由于光纤重量轻，适用于长距离传输，并且不会受到电磁干扰，传输信号准确。

技术领域

本发明涉及一种水下通信系统，尤其是涉及一种轻量化长距离的水下LED无线光通信传输系统。

背景技术

地球表面的72％被海洋覆盖，随着人们对海洋资源的深入开发，人类与海洋的通信日益频繁，越来越多的水下探测设备、监测平台和传感器投入使用，因此迫切需要高速无线通信技术的支持。但由于海洋的趋肤效应，现有的无线通信技术无法适用于长距离的海洋通信。而作为目前水下通信主要通信方式的声波通信，虽然在海水中的损耗很小，但传输时的旁瓣较大，方向指向性不强，且通信速率低，保密性差，难于满足水下应用日渐增加的信息量传输需求。另外，声波通信还受到海洋环境的影响，背景噪声较大，从而使信号传输的质量下降。因此迫切需要一种中等距离的高速通信技术作为补充手段。

蓝绿光在水中的衰减比其他光波段小，这为水下光通信的发展奠定了基础。而且水下光通信系统具有传输带宽大、数据传输效率高和通信设备体积小等优点，可解决水下高速无线传输难题。此外，随着技术的不断发展，适合在海底传输的LED成本下降，发光效率提高，发射大发散角传输和接收端的大视场接收，均大幅减低了系统设计的难度。另外，水下LED无线光通信传输系统与目前使用的各种通信方法对接容易，水下环境适应性好、扩展升级方便、保密性强，通信速率高的特点，特别适合于深海中各种传感器的互联、数据收集和水面平台与水下设备间的接续，具有非常广阔的应用前景。现有的水下通讯系统每个模块之间均通过电缆连接，通信系统的水下发射端或者接收端必须在海洋中离信号采集端或者数据恢复端较近的地方，如果距离较远，由于中间信号传输时采用电缆进行传输，长距离传输会受到大量电磁干扰，进而对传输信号造成干扰。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种避免电磁干扰的轻量化长距离的水下LED无线光通信传输系统。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种轻量化长距离的水下LED无线光通信传输系统，包括：

发射端，用于发射光信号,所述发射端包括：

数据采集模块，用于采集需要传输的数据；

发射端电光转换模块，输入端与所述数据采集模块输出端连接；

发射端传输光纤，输入端与所述发射端电光转换模块输出端连接；

带有水密机械结构的发射端，设置于水下，包括：

发射端光电转换模块，输入端与所述发射端传输光纤输出端连接；

发射端数字信号处理模块，输入端与所述发射端光电转换模块输出端连接；

数模转换模块，输入端与所述发射端数字信号处理模块输出端连接；

放大器，输入端与所述数模转换模块输出端连接；

LED阵列，信号输入端与所述放大器输出端连接，用于发射带有调制编码信号的光信号；

直流偏置模块，与所述LED阵列电连接，用于对所述LED阵列提供工作电源，并且用于与所述放大器输出的信号一起作用于所述LED阵列发射光信号；