[发明专利]一种隧道可见光通信系统

说明书

本发明主要涉及通信领域，公开了一种隧道可见光通信系统，本发明中地铁隧道口的通信基站接收外界的下行数据，并将下行数据转化为下行调制照明光，下行调制照明光通过传输光纤进入隧道并分为多路通过发光器照射在地铁隧道内，传输光纤高效传输了携带有下行数据的照明光，下行调制照明光一方面提供了照明，另一方面地铁上安装的地铁基站接收下行调制照明光并将其转化为下行信号发送给通信接收设备；通信接收设备发送的上行信号再通过地铁基站转化为上行调制光并进入传输光纤反向传输至通信基站，通信基站将上行调制光解码为上行数据再发送至外界；整个发明实现了在信号屏蔽的地铁隧道内进行大范围的上行及下行通信。

技术领域

本发明涉及可见光通信，具体涉及一种隧道可见光通信系统。

背景技术

通信是现今社会能够正常运转的必要技术之一，通信质量、通信速度、通信可靠性是通信领域长久以来需要持续优化解决的问题。如今隧道是人们在日常生活中需要经常经历的场景，而地铁隧道通信一直难以解决，在地铁隧道场景中通信质量一直以来都不高，甚至经常出现丢失信号的问题，严重影响了人们正常的生活和工作，并且也可能导致地铁车厢中的安防设备（例如监控摄像头）出现丢失实时数据的情况。目前的解决方案一般是通过增设大量的信号基站，再通过隧道口的通信中继器来向外传输隧道内信号基站的通信信息，这也会导致成本大幅上升，并且大量信号基站也会提升维护成本。还有一些解决方案是通过可见光通信系统在地铁中进行通信，但需要用户和安防设备需要使用支持可见光通信的消费级通信设备（目前市面上基本没有），并且由于隧道的信号屏蔽问题，数据上行无法采用无线电通信（例如4G、5G）进行。

发明内容

本发明目的在于解决上述问题，本发明提供了一种隧道可见光通信系统，其在工作过程中，可以同时实现上行及下行通信，并且不受地铁隧道的信号屏蔽影响。

本发明的目的主要通过以下技术方案实现：

一种隧道可见光通信系统，包括通信基站、传输光纤以及多个发光器，所述通信基站中包括下行编码模块和基站光源；所述通信基站安装在隧道口用于接收外界发送的下行数据，下行数据进入下行编码模块；所述下行编码模块与基站光源连接，下行编码模块将下行数据编码为下行调制信号并发送给基站光源；所述基站光源与传输光纤连接，基站光源根据下行调制信号发出下行调制照明光并进入传输光纤进行传输；所述传输光纤上连接多个所述发光器，发光器分布在隧道中，传输光纤中的下行调制照明光从发光器中发出后照射在自由光空间中以供照明和通信；

还包括地铁基站，所述地铁基站安装在地铁车厢上，地铁基站中包括下行光接收器、下行解码模块和无线通信设备；所述下行光接收器与下行解码模块连接，下行光接收器用于接收所述下行调制照明光并将其转化为电信号并发送给下行解码模块；所述下行解码模块与无线通信设备连接，下行解码模块将转化为电信号的调制照明光解码为下行信号发送给无线通信设备，所述无线通信设备接收所述下行信号后发送给地铁车厢中的通信接收设备；

所述地铁基站还包括上行编码模块和上行光源；所述无线通信设备与上行编码模块连接，无线通信设备还用于接收地铁车厢中的通信接收设备的上行信号并将其发送给上行编码模块；所述上行编码模块和上行光源连接，所述上行编码模块将上行信号编码为上行调制信号并发送给上行光源；所述上行光源根据上行调制信号发出上行调制光至自由光空间中；所述隧道中还设有多个收光器，所述收光器与传输光纤连接，收光器接收上行调制光并发送给传输光纤；

所述通信基站中还包括有上行光接收器、上行解码模块及主分光器；所述主分光器接入传输光纤，传输光纤将上行调制光传输至主分光器，所述上行光接收器接在主分光器上，主分光器将上行调制光分至上行光接收器；所述上行光接收器与上行解码模块连接，上行光接收器将上行调制光转化为电信号并发送给上行解码模块；所述上行解码模块将转化为电信号的调制照明光解码为上行数据并通过通信基站发送给外界。

进一步地，所述传输光纤上通过多个分光器分出多个光纤支路，每个所述光纤支路上接有一个发光器。