一种光通信系统及方法技术方案

本申请提供了一种光通信系统及方法，光通信系统包括：调制装置，用于将原始数字信号转换为模拟电信号，并将模拟电信号发送至光信号源；光信号源，用于将模拟电信号转换为光信号，并发射光信号；单光子型PMT，用于接收光信号，将接收到的光信号中的各个光子分别转换为电脉冲信号，对转换得到的电脉冲信号进行计数，得到电脉冲数，并将电脉冲数发送至解调装置；解调装置，用于在比较结果为电脉冲数大于预设判决门限时，输出第一数字信号，在比较结果为电脉冲数小于预设判决门限时，输出第二数字信号。在本申请中，光信号能够在空气中或水中或除空气和水之外的其他无线信道的传输介质中进行更长距离的传输。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及光通信领域，特别涉及一种光通信系统及方法。
技术介绍
目前，在空气或水中直接传输光信号的光通信(如可见光通信和激光通信)因其不受电磁波的干扰，通信质量好，而被广泛关注和研究。但是，光信号会随着传输距离的增长而减弱，且光通信系统中的光接收装置无法接收弱光信号，导致光信号在空气或水中进行长距离传输较为困难。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种光通信系统及方法，以达到光信号能够在空气中进行更长距离的传输的目的，技术方案如下：一种光通信系统，包括：调制装置、光信号源、单光子型光电倍增管PMT和解调装置；所述调制装置，用于将原始数字信号转换为模拟电信号，并将所述模拟电信号发送至所述光信号源；所述光信号源，用于将所述模拟电信号转换为光信号，并发射所述光信号；所述单光子型PMT，用于接收光信号，将接收到的光信号中的各个光子分别转换为电脉冲信号，对转换得到的电脉冲信号进行计数，得到电脉冲数，并将所述电脉冲数发送至所述解调装置；所述解调装置，用于比较所述电脉冲数和预设判决门限的大小，在比较结果为所述电脉冲数大于所述预设判决门限时，输出第一数字信号，在比较结果为所述电脉冲数小于所述预设判决门限时，输出第二数字信号，所述第一数字信号或所述第二数字信号与所述原始数字信号表征的数据信息相同。优选的，所述光信号源包括：驱动电路和光发射装置；所述驱动电路，用于将所述模拟电信号转换为光信号；所述光发射装置，用于发射所述光信号。优选的，所述光发射装置为：荧光灯。优选的，所述光发射装置为：白炽灯。优选的，所述光发射装置为：发光二极管LED灯。优选的，所述光发射装置为：半导体激光器。优选的，所述调制装置为二进制启闭键控OOK调制装置；所述解调装置为OOK解调装置。优选的，所述调制装置为正交频分复用技术OFDM调制装置；所述解调装置为OFDM解调装置。一种光通信方法，包括：调制装置将原始数字信号转换为模拟电信号，并将所述模拟电信号发送至光信号源；所述光信号源将所述模拟电信号转换为光信号，并发射所述光信号；单光子型PMT接收光信号，将接收到的光信号中的各个光子分别转换为电脉冲信号，对转换得到的电脉冲信号进行计数，得到电脉冲数，并将所述电脉冲数发送至解调装置；所述解调装置比较所述电脉冲数和预设判决门限的大小，在比较结果为所述电脉冲数大于所述预设判决门限时，输出第一数字信号，在比较结果为所述电脉冲数小于所述预设判决门限时，输出第二数字信号，所述第一数字信号或所述第二数字信号与所述原始数字信号表征的数据信息相同。与现有技术相比，本申请的有益效果为：在本申请中，在接收端采用单光子型PMT接收光信号，由于单光子型PMT可以接收微弱光信号，并将微弱光信号转换为电信号，因此采用单光子型PMT接收光信号，可以扩大光信号的接收范围，从而使光信号在空气中或水中或除空气和水之外的其他无线信道的传输介质中进行传输的距离得到延长，以保证光信号能够在空气中或水中或除空气和水之外的其他无线信道的传输介质中进行更长距离的传输。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本申请提供的光通信系统的一种逻辑结构示意图；图2是本申请提供的光信号源的一种逻辑结构示意图；图3是本申请提供的光通信方法的一种流程图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。实施例一请参见图1，其示出了本申请提供的光通信系统的一种逻辑结构示意图，光通信系统包括：调制装置11、光信号源12、单光子型PMT(光电倍增管，photomultiplier tube)13和解调装置14。调制装置11，用于将原始数字信号转换为模拟电信号，并将所述模拟电信号发送至光信号源12。光信号源12，用于将所述模拟电信号转换为光信号，并发射所述光信号。在本实施例中，在原始数字信号表征的数据信息为1时，将模拟电信号转换为包含第一预设个数的光子的光信号；在原始数字信号表征的数据信息为0时，将模拟电信号转换为包含第二预设个数的光子的电信号。其中，第一预设个数大于第二预设个数。单光子型PMT13，用于接收光信号，将接收到的光信号中的各个光子分别转换为电脉冲信号，对转换得到的电脉冲信号进行计数，得到电脉冲数，并将所述电脉冲数发送至解调装置14。在本实施例中，对转换得到的电脉冲信号进行计数即对接收到的光信号中的各个光子进行计数。解调装置14，用于比较所述电脉冲数和预设判决门限的大小，在比较结果为所述电脉冲数大于所述预设判决门限时，输出第一数字信号，在比较结果为所述电脉冲数小于所述预设判决门限时，输出第二数字信号，所述第一数字信号或所述第二数字信号与所述原始数字信号表征的数据信息相同。在本实施例中，解调装置14输出的第一数字信号或第二数字信号表征的数据信息即原始数据信号表征的数据信息。在本实施例中，在比较结果为电脉冲数大于预设判决门限时，说明接收到的光子的个数较多，则输出第一数字信号且第一数字信号表征的数据信息为1；在比较结果为电脉冲数小于预设判决门限时，说明接收到的光子的个数较少，则输出第二数字信号且第二数字信号表征的数据信息为0。在本实施例中，预设判决门限可以设置为上述第一预设个数和第二预设个数的平均值。在本申请中，在接收端采用单光子型PMT13接收光信号，由于单光子型PMT13可以接收微弱光信号，并将微弱光信号转换为电信号，因此采用单光子型PMT13接收光信号，可以扩大光信号的接收范围，从而使光信号在空气中或水中或除空气和水之外的其他无线信道的传输介质中进行传输的距离得到延长，以保证光信号能够在空气中或水中或除空气和水之外的其他无线信道的传输介质中进行更长距离的传输。在本实施例中，光信号源12的具体结构请参见图2，光信号源12包括：驱动电路121和光发射装置122。所述驱动电路121，用于将所述模拟电信号转换为光信号；所述光发射装置122，用于发射所述光信号。在本实施例中，光发射装置122具体可以为可见光发射装置或激光发射装置。在光发射装置122为可见光发射装置时，光发射装置122具体可以但不局限于为荧光灯；或白炽灯；或LED(发光二极管，Light-Emitting Diode)
灯。其中，LED灯相比于荧光灯和白炽灯，开关切换速度更好，且更加节能和环保。在光发射装置122为激光发射装置时，光发射装置122具体可以但不局限于为半导体激光器。在上述光通信系统中，调制装置11具体可以为OOK(二进制启闭键控，On-Off Keying))调制装置，相应的，解调装置14具体为OOK解调装置。OOK调制装置采用OOK调制技术将原始数字信号转换为模拟电信号；OOK解调装置采用OOK调制技术比较所述电脉冲数和预设判决门限的大小，在比较结果为所述电脉冲数大于所述预设判决本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光通信系统，其特征在于，包括：调制装置、光信号源、单光子型光电倍增管PMT和解调装置；所述调制装置，用于将原始数字信号转换为模拟电信号，并将所述模拟电信号发送至所述光信号源；所述光信号源，用于将所述模拟电信号转换为光信号，并发射所述光信号；所述单光子型PMT，用于接收光信号，将接收到的光信号中的各个光子分别转换为电脉冲信号，对转换得到的电脉冲信号进行计数，得到电脉冲数，并将所述电脉冲数发送至所述解调装置；所述解调装置，用于比较所述电脉冲数和预设判决门限的大小，在比较结果为所述电脉冲数大于所述预设判决门限时，输出第一数字信号，在比较结果为所述电脉冲数小于所述预设判决门限时，输出第二数字信号，所述第一数字信号或所述第二数字信号与所述原始数字信号表征的数据信息相同。

【技术特征摘要】
1.一种光通信系统，其特征在于，包括：调制装置、光信号源、单光子型光电倍增管PMT和解调装置；所述调制装置，用于将原始数字信号转换为模拟电信号，并将所述模拟电信号发送至所述光信号源；所述光信号源，用于将所述模拟电信号转换为光信号，并发射所述光信号；所述单光子型PMT，用于接收光信号，将接收到的光信号中的各个光子分别转换为电脉冲信号，对转换得到的电脉冲信号进行计数，得到电脉冲数，并将所述电脉冲数发送至所述解调装置；所述解调装置，用于比较所述电脉冲数和预设判决门限的大小，在比较结果为所述电脉冲数大于所述预设判决门限时，输出第一数字信号，在比较结果为所述电脉冲数小于所述预设判决门限时，输出第二数字信号，所述第一数字信号或所述第二数字信号与所述原始数字信号表征的数据信息相同。2.根据权利要求1所述的光通信系统，其特征在于，所述光信号源包括：驱动电路和光发射装置；所述驱动电路，用于将所述模拟电信号转换为光信号；所述光发射装置，用于发射所述光信号。3.根据权利要求2所述的光通信系统，其特征在于，所述光发射装置为：荧光灯。4.根据权利要求2所述的光通信系统，其特征在于，所述光发射装置为：白炽灯。5.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱义君，王超，于宏毅，邬江兴，张剑，仵国锋，汪涛，田忠骏，李崇，任嘉伟，
申请(专利权)人：中国人民解放军信息工程大学，
类型：发明
国别省市：河南;41