光子载电能传输装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于光电传输技术，提供了一种光子载电能传输装置，包括数据能源耦合单元、数据能源解耦单元和光纤，所述数据能源耦合单元与所述数据能源解耦单元通过所述光纤连接，所述数据能源耦合单元将数据和电能以不同波长的光波信号耦合后，通过所述光纤传输给所述数据能源解耦单元，所述数据能源解耦单元对接收的光波信号解耦后获得数据和电能，在同一光纤链路中，利用不同波段的光路，实现在传递数据信号的同时传递能源，大大减小了布线施工、检修供电线的复杂程度。

【技术实现步骤摘要】
光子载电能传输装置
本专利技术属于光电传输
，尤其涉及适用于光子载电能传输装置。
技术介绍
随着海洋水文监测及海底观测网技术的发展，各种能源/数据传输技术应用在海底传感器节点上，以扩展观测点。然而，目前的能源/数据传输技术中，大多是采用网线传输，但在针对低功耗设备供电、高速数据远距离传输(例如传输距离超过70m)的需求时，通信速率随传输距离增加而变弱，导致远距离供电及数据传输的效率均不高；并且由于需将能源与数据分开传输，大大增加了布线与检修的复杂度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供光子载电能传输装置，旨在解决由于现有技术中远距离传输的供电及数据传输效率不高的技术问题。本专利技术提供了一种光子载电能传输装置，包括数据能源耦合单元、数据能源解耦单元和光纤，所述数据能源耦合单元与所述数据能源解耦单元通过所述光纤连接，所述数据能源耦合单元将数据和电能以不同波长的光波信号耦合后，通过所述光纤传输给所述数据能源解耦单元，所述数据能源解耦单元对接收的光波信号解耦后获得数据和电能，实现数据和电能的同时传输。可选的，所述数据能源耦合单元包括设备端接口模块、第一半导体激光器、泵浦激光器、光波分复用器，所述数据能源解耦单元包括传感器端接口模块、第二半导体激光器、光电转换模块、光波分解复用器；所述设备端接口模块通过所述第一半导体激光器与所述光波分复用器连接，所述泵浦激光器与所述光波分复用器连接，所述光波分复用器与所述光纤连接；所述传感器端接口模块通过所述第二半导体激光器与所述光波分解复用器连接，所述光电转换模块与所述光波分解复用器、所述传感器端接口模块连接，所述光波分解复用器与所述光纤连接。可选的，所述数据能源耦合单元和所述数据能源解耦单元均包括光学环形器、光电二极管滤波器；所述设备端接口模块分别通过所述第一半导体激光器、光电二极管滤波器与光学环形器连接，所述光学环形器与所述光波分复用器连接；所述传感器端接口模块分别通过所述第二半导体激光器、光电二极管滤波器与光学环形器连接，所述光学环形器与所述光波分解复用器连接。可选的，所述第一半导体激光器和所述第二半导体激光器均为VCSEL激光器。可选的，所述设备端接口模块包括第一FPGA高频处理器和第一MCU微控制器，所述传感器端接口模块包括第二FPGA高频处理器和第二MCU微控制器；所述第一MCU微控制器与所述泵浦激光器、所述第一FPGA高频处理器连接，所述第一FPGA高频处理器连接与所述第一半导体激光器连接；所述第二MCU微控制器与所述第二FPGA高频处理器连接，所述第二FPGA高频处理器连接与所述第二半导体激光器连接。可选的，所述第一FPGA高频处理器包括第一DIV、第一PLL、第一发射器、第一接收器，所述第二FPGA高频处理器包括第二DIV、第二PLL、第二发射器、第二接收器；所述第一PLL与所述第一DIV连接，所述第一DIV与所述第一发射器、所述第一接收器连接，所述第一MCU微控制器与所述第一发射器、所述第一接收器连接；所述第二PLL与所述第二DIV连接，所述第二DIV与所述第二发射器、所述第二接收器连接，所述第二MCU微控制器与所述第二发射器、所述第二接收器连接。可选的，所述数据能源解耦单元还包括功率转换模块，所述光电转换模块通过所述功率转换模块与所述传感器端接口模块连接。可选的，所述功率转换模块包括DC/DC变换器和储能器。可选的，所述光电转换模块包括多个呈分布式的光伏电池。可选的，所述数据能源解耦单元还包括FIFO存储器。本专利技术的光子载电能传输装置包括数据能源耦合单元、数据能源解耦单元和光纤，数据能源耦合单元与数据能源解耦单元通过光纤连接，据能源耦合单元将数据和电能以不同波长的光波信号耦合后，通过光纤传输给所述数据能源解耦单元，数据能源解耦单元对接收的光波信号解耦后获得数据和电能，实现数据和电能的同时传输。使在设备和小区域范围监控、海底观测通信/能源系统中，将光子作为传输能源的载体，以光纤作为传输能源的介质，在同一光纤链路中，利用不同波段的光路，实现在传递数据信号的同时传递能源，大大减小了布线施工、检修供电线的复杂程度。附图说明图1示出了本专利技术实施例一提供的光子载电能传输装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例二提供的光子载电能传输装置中传感器端接口模块的构示意图；图3为本专利技术实施例二提供的光子载电能传输装置中设备端接口模块的构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。以下结合具体实施例对本专利技术的具体实现进行详细描述：实施例一：图1示出了本专利技术实施例一提供的光子载电能传输装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本专利技术实施例相关的部分，详述如下：本专利技术实施例示出的光子载电能传输装置包括数据能源耦合单元、数据能源解耦单元和光纤，所述数据能源耦合单元与所述数据能源解耦单元通过所述光纤连接，所述数据能源耦合单元将数据和电能以不同波长的光波信号耦合后，通过所述光纤传输给所述数据能源解耦单元，所述数据能源解耦单元对接收的光波信号解耦后获得数据和电能，从而实现数据和电能的同时传输。在低功耗设备和小区域范围监控、海底观测通信/能源系统中，将光子作为传输能源的载体，以光纤作为传输能源的介质，在同一光纤链路中，利用不同波段的光路，实现在传递数据信号的同时传递能源，大大减小了布线施工、检修供电线的复杂程度。具体的，如图1所示，数据能源耦合单元包括设备端接口模块(如图1中的设备端光/电/网络接口模块)、第一半导体激光器(例如VCSEL激光器7)、泵浦激光器(1)、光波分复用器(6)，所述数据能源解耦单元包括传感器端接口模块(如图1中的传感器端光/电/网络接口模块)、第二半导体激光器(例如VCSEL激光器7)、光电转换模块(9)、光波分解复用器(17)。所述设备端接口模块通过所述第一半导体激光器与所述光波分复用器(6)连接，所述泵浦激光器(1)与所述光波分复用器(6)连接，所述光波分复用器(6)与所述光纤(8)连接；所述传感器端接口模块通过所述第二半导体激光器与所述光波分解复用器(17)连接，所述光电转换模块(9)与所述光波分解复用器(17)、所述传感器端接口模块连接，所述光波分解复用器(17)与所述光纤(8)连接。可选的，所述数据能源耦合单元和所述数据能源解耦单元均包括光学环形器、光电二极管滤波器，所述设备端接口模块分别通过所述第一半导体激光器、光电二极管滤波器与光学环形器连接，所述光学环形器与所述光波分复用器连接；所述传感器端接口模块分别通过所述第二半导体激光器、光电二极管滤波器与光学环形器连接，所述光学环形器与所述光波分解复用器连接，从而实现能源、数据的上下行链路。基于光波复用的原理，数据能源耦合单元中，将电能通过泵浦激光器1转换为光能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光子载电能传输装置，其特征在于，所述装置包括数据能源耦合单元、数据能源解耦单元和光纤，所述数据能源耦合单元与所述数据能源解耦单元通过所述光纤连接，所述数据能源耦合单元将数据和电能以不同波长的光波信号耦合后，通过所述光纤传输给所述数据能源解耦单元，所述数据能源解耦单元对接收的光波信号解耦后获得数据和电能，实现数据和电能的同时传输。/n

【技术特征摘要】
1.一种光子载电能传输装置，其特征在于，所述装置包括数据能源耦合单元、数据能源解耦单元和光纤，所述数据能源耦合单元与所述数据能源解耦单元通过所述光纤连接，所述数据能源耦合单元将数据和电能以不同波长的光波信号耦合后，通过所述光纤传输给所述数据能源解耦单元，所述数据能源解耦单元对接收的光波信号解耦后获得数据和电能，实现数据和电能的同时传输。


2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据能源耦合单元包括设备端接口模块、第一半导体激光器、泵浦激光器、光波分复用器，所述数据能源解耦单元包括传感器端接口模块、第二半导体激光器、光电转换模块、光波分解复用器；
所述设备端接口模块通过所述第一半导体激光器与所述光波分复用器连接，所述泵浦激光器与所述光波分复用器连接，所述光波分复用器与所述光纤连接；所述传感器端接口模块通过所述第二半导体激光器与所述光波分解复用器连接，所述光电转换模块与所述光波分解复用器、所述传感器端接口模块连接，所述光波分解复用器与所述光纤连接。


3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述数据能源耦合单元和所述数据能源解耦单元均包括光学环形器、光电二极管滤波器；
所述设备端接口模块分别通过所述第一半导体激光器、光电二极管滤波器与光学环形器连接，所述光学环形器与所述光波分复用器连接；所述传感器端接口模块分别通过所述第二半导体激光器、光电二极管滤波器与光学环形器连接，所述光学环形器与所述光波分解复用器连接。


4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一半导体激光器和所述第二半导体激光器均为VCSEL激光器。


5....

【专利技术属性】
技术研发人员：张少伟，杨文才，高怀宁，
申请(专利权)人：中国科学院深海科学与工程研究所，
类型：发明
国别省市：海南;46