短距离通信方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种短距离通信方法，在网络中心端节点放置集中光源，上下行调制都采用硅光器件，上行通信和下行通信使用同一集中光源进行通信；集中光源发出连续光，不携带调制信息；光源通过中心端发送调制及处理控制单元后，形成下行发送光，下行光中包含两部分；下行光到达远端节点后，通过远端光分路器一分为二，一部分成为下行光接收部分通过远端接收处理单元进行处理；另一部分光作为上行光光源部分到达远端调制及处理控制单元进行控制，形成携带上行光调制信号的上行光，再经过同一光缆后，到达中心端光分路器，中心端光分路器的作用是区分上行光和下行光，上行光到达中心端接收及处理单元进行处理

【技术实现步骤摘要】
短距离通信方法与系统


[0001]本专利技术属于短距高速光接入网
，更具体地，涉及一种短距离通信方法与系统
。

技术介绍

[0002]随着汽车智能网联和自动驾驶技术的不断发展，车载电子系统和应用数量
(
如摄像头
、
激光雷达及屏幕
)
的数量急剧增多，其对连接速率产生可达
10Gbps+
的超高速率及多种速率的需求，这一变化增加了车内传输的数据量，对车内通信提出了更高速度和安全性的进一步要求
。
目前行业中主流采用电缆的方式来满足以上需求的车用高速媒体传输技术，随着传输速率的提高，电缆方案存在以下问题：
[0003](1)
电磁干扰越来越严重，包括对外辐射和外部对传输线的干扰
。
如新能源车的大启动电流会对电缆传输线产生干扰；车上的智能电器越来越多也容易受电传输辐射出的干扰
。
[0004](2)
高速的电缆传输线越来越笨重，体积越来越大，价格也越来越高
。
高速电缆连接器的要求也越来越高，成本居高不下
。
[0005](3)
高速电缆传输距离受限，给智能技术在商用车
(
大巴
、
大货
)
上的应用受到限制
。
[0006](4)
为了增加带宽，电缆传输不得不引入
PAM4/PAM16
等多阶编码等技术，导致驱动接口芯片越来越复杂
。
[0007]而光纤通信天然具备抗电磁干扰
、
重量轻
、
体积小
、
带宽大
、
传输距离远等优点，已经在通信领域大批量使用，在国内外已经具有成熟的供应链
。
因此，使用光纤来解决车内高速通信将是大势所趋
。
[0008]在传统的光通信产品架构上包括光组件
(Optical Subassembly
；
OSA)、
及电组件
(Electrical Subassembly
；
ESA)、
为了适配不同的车载传感器如摄像头，还需要接口转换芯片
。
光组件是将光芯片搭配滤镜
、
金属壳等组件，封装成
TO CAN(Transmitter Outline CAN)
，再将此
TO CAN
与陶瓷套管等组件，封装成光组件
OSA
，其又可细分为光发射组件
(Transmitter Optical Subassembly
，
TOSA)
与光接收组件
(Receiver Optical Subassembly
，
ROSA)。
电组件内部包含传送及接收驱动放大，用以驱动激光二极管与激光检测器，如此结合即组成光传输模块
。
可以看到，传统的光通信产品架构在一定程度上存在着构件多
、
结构复杂
、
体积大
、
功耗高等问题
。
[0009]而硅光
(Silicon Photonics)
技术利用大批量广泛使用的
CMOS
工艺线，基于硅基集成的方式生产集成数个器件的硅芯片，包括调制器
、
光波导
、
合分波器等，甚至还可以将放大器和驱动器集成芯片，进而简化封装，降低成本
。
硅光在高速
、
高集成
、
低功耗三方面具有一定的优势，然而硅本身不发光，仍需要使用三五族半导体作为外置光源
。
光电共封装
(CPO
，
Co
‑
packaged optics)
是一种技术，将光学器件与芯片封装在同一个模组或封装中，通常将光源外置到光封装器件旁边，一般应用于数据中心
、
交换机之间的光互联
。

技术实现思路

[0010]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种短距离通信方案，以满足例如车内传输等短距离通信场景的数据量，实现了短距离通信的更高速度和安全性
。
[0011]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种短距离通信方法，
[0012]在网络中心端节点放置集中光源，上下行调制都采用硅光器件，上行通信和下行通信使用同一集中光源进行通信；
[0013]集中光源发出连续光，不携带调制信息；光源通过中心端发送调制及处理控制单元后，形成下行发送光，下行光中包含两部分，即下行数据信号和光源光功率；
[0014]下行光到达远端节点后，通过远端光分路器一分为二，一部分成为下行光接收部分通过远端接收处理单元进行处理；
[0015]另一部分光作为上行光光源部分到达远端调制及处理控制单元进行控制，形成携带上行光调制信号的上行光，再经过同一光缆后，到达中心端光分路器，中心端光分路器的作用是区分上行光和下行光，上行光到达中心端接收及处理单元进行处理
。
[0016]本专利技术的一个实施例中，上行是高速信号，则下行可采用调顶，即下行数据信号和光源光功率之间通过光功率叠加来实现，上行接收进行高通滤波，只用1个激光器
LD
光源来完成上行和下行通信
。
[0017]本专利技术的一个实施例中，
LD
光源是发连续激光的分布式反馈激光器
DFB
或者垂直腔面发射激光器
VCSEL。
[0018]本专利技术的一个实施例中，中心端硅光调制器在中心端信号驱动下，设置好调顶工作点，即在需要发送数据“0”时或者不发送数据时，通过中心端硅光调制器后的连续光功率为
A1
，在需要发送数据“1”时，通过中心端硅光调制器后的光功率为
A1+A2
，从而形成下行光，调顶信号设置占总光功率比例较小，即调制深度较低；下行光通过光纤线束到达远端传感节点时，由远端光分路器分成两个部分，其中一部分光分到远端硅光探测器；下行光的另一部分光到达远端硅光调制器和硅光反射器组成的反射调制器，从而对这一部分下行光光进行高速调制，调制后的上行光包括高速调制后的光功率
A3
，以及一部分下行的低速调顶信号
A4
；混合着高速光信号和低速光信号的调顶信号的上行光到达中心端硅光探测器后，将接收到的信号进行光电转换，然后通过信号放大及高通滤波后，过滤掉低速调顶信号，就可以恢复出高速电信号提供给中心端通信信号逻辑
。
[0019]本专利技术的一个实施例中，当下行为高速信号，上行为低速信号时，在上行信号中使用调顶信号，接收信号端采用低通滤波来形成上行接收电信号
。
[0020]本专利技术的一个实施例中，上行和下行都是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种短距离通信方法，其特征在于，在网络中心端节点放置集中光源，上下行调制都采用硅光器件，上行通信和下行通信使用同一集中光源进行通信；集中光源发出连续光，不携带调制信息；光源通过中心端发送调制及处理控制单元后，形成下行发送光，下行光中包含两部分，即下行数据信号和光源光功率；下行光到达远端节点后，通过远端光分路器一分为二，一部分成为下行光接收部分通过远端接收处理单元进行处理；另一部分光作为上行光光源部分到达远端调制及处理控制单元进行控制，形成携带上行光调制信号的上行光，再经过同一光缆后，到达中心端光分路器，中心端光分路器的作用是区分上行光和下行光，上行光到达中心端接收及处理单元进行处理
。2.
如权利要求1所述的短距离通信方法，其特征在于，如果下行是低速信号，上行是高速信号，则下行可采用调顶，即下行数据信号和光源光功率之间通过光功率叠加来实现，上行接收进行高通滤波，只用1个激光器
LD
光源来完成上行和下行通信
。3.
如权利要求2所述的短距离通信方法，其特征在于，
LD
光源是发连续激光的分布式反馈激光器
DFB
或者垂直腔面发射激光器
VCSEL。4.
如权利要求1所述的短距离通信方法，其特征在于，中心端硅光调制器在中心端信号驱动下，设置好调顶工作点，即在需要发送数据“0”时或者不发送数据时，通过中心端硅光调制器后的连续光功率为
A1
，在需要发送数据“1”时，通过中心端硅光调制器后的光功率为
A1+A2
，从而形成下行光，调顶信号设置占总光功率比例较小，即调制深度较低；下行光通过光纤线束到达远端传感节点时，由远端光分路器分成两个部分，其中一部分光分到远端硅光探测器；下行光的另一部分光到达远端硅光调制器和硅光反射器组成的反射调制器，从而对这一部分下行光光进行高速调制，调制后的上行光包括高速调制后的光功率
A3
，以及一部分下行的低速调顶信号
A4
；混合着高速光信号和低速光信号的调顶信号的上行光到达中心端硅光探测器后，将接收到的信号进行光电转换，然后通过信号放大及高通滤波后，过滤掉低速调顶信号，就可以恢复出高速电信号提供给中心端通信信号逻辑
。5.
如权利要求1所述的短距离通信方法，其特征在于，当下行为高速信号，上行为低速信号时，在上行信号中使用调顶信号，接收信号端采用低通滤波来形成上行接收电信号
。6.
如权利要求1所述的短距离通信方法，其特征在于，上行和下行都是高速信号的情况下，由于使用同一集中光源，上下行使用时分
TDM
方式
。7.
如权利要求6所述的短距离通信方法，其特征在于，在
T0
时间段，车机端通信及信号逻辑发送高速数据信号，通过中心端信号驱动和中心端硅光调制器控制下行光在
T0
时...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘新峰，沈琼霞，
申请(专利权)人：烽火通信科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：