跨介质光通信装置

本发明涉及光通信，尤其涉及一种跨介质光通信装置。

背景技术：

1、光通信技术是通过控制led(light-emitting diode,发光二极管)的亮灭来实现信息的传输，当前最先进的可见光通信的传输速率可达到gb/s。传统的无线电信号传输设备存在很多局限性，例如价格昂贵、但效率不高，比如手机，在全球通过建立数百万个基站来增强手机传输信号，但是大部分能量却消耗在设备冷却上，能量有效利用效率只有5％。相比之下，光通信技术本质上是通过光信号来实现信息的传输，所需的传输设备只需要led，且不占用现有的频带资源，因而也就不会与现有的频段设备之间产生相互干扰，从而使得可见光通信方式具有良好的通信质量和保密性，且更加的绿色环保。光通信作为射频通信的备用方案越来越受到高校、研究机构的重视。但是，当前的光通信装置只能在同种介质中传输，从而限制了光通信装置应用领域的扩展。

2、因此，如何扩展光通信装置的功能，实现跨介质传输，是当前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种跨介质光通信装置，用以实现光通信装置的跨介质传输，以增强光通信装置的功能，扩展光通信装置的应用领域。

2、为了解决上述问题，本发明提供了一种跨介质光通信装置，包括：

3、第一通信单元，包括用于采集水下第一环境信息的第一信源结构、与所述第一信源结构连接的第一交换结构、以及与所述第一交换结构连接的第一光通信结构，所述第一光通信结构包括第一光发射结构和第一光接收结构，所述第一光发射结构用于向水下发射第一蓝光信号，所述第一光接收结构用于接收来自于水下的第二蓝光信号；

4、第二通信单元，包括用于采集水上第一环境信息的第二信源结构、与所述第二信源结构连接的第二交换结构、以及与所述第二交换结构连接的第二光通信结构，所述第二光通信结构包括第二光发射结构和第二光接收结构，所述第二光发射结构用于向水上发射第一白光信号，所述第二光接收结构用于接收来自于水上的第二白光信号，所述第二交换结构连接所述第一交换结构，且所述水下第一环境信息能够经所述第一交换结构传输至所述第二交换结构、所述水上第一环境信息能够经所述第二交换结构传输至所述第一交换结构。

5、可选的，所述第一光通信结构还包括连接所述第一光发射结构和所述第一光接收结构的第一主控结构，所述第一光发射结构包括与所述第一交换结构电连接的第一信号发射驱动电路、以及与所述第一信号发射驱动电路电连接的第一led阵列，所述第一光接收结构包括第一光电探测器、以及与所述第一光电探测器电连接的第一信号接收调理电路；

6、所述第二光通信结构还包括连接所述第二光发射结构和所述第二光接收结构的第二主控结构，所述第二光发射结构包括与所述第二交换结构电连接的第二信号发射驱动电路、以及与所述第二信号发射驱动电路电连接的第二led阵列，所述第二光接收结构包括第二光电探测器、以及与所述第二光电探测器电连接的第二信号接收调理电路。

7、可选的，所述第一光接收结构还用于将接收到的所述第二蓝光信号转换为水下第二环境信息；所述第一交换结构还连接所述第一光接收结构，用于将所述水下第二环境信息通过无线网络传输至外界；

8、所述第二光接收结构还用于将接收到的所述第二白光信号转换为水上第二环境信息；所述第二交换结构连接所述第二光接收结构，用于将所述水上第二环境信息通过无线网络传输至外界。

9、可选的，还包括：

10、第三通信单元，包括用于采集水上第三环境信息的第三信源结构、与所述第三信源结构连接的第三交换结构、以及与所述第三交换结构连接的第三光通信结构，所述第三光通信结构包括第三光发射结构和第三光接收结构，所述第三光发射结构用于向水上发射第一深紫外光信号，所述第一光接收结构用于接收来自于水上的第二深紫外光信号；

11、所述第三交换结构连接所述第二交换结构，且所述水上第一环境信息能够经所述第二交换结构传输至所述第三交换结构、所述水上第三环境信息能够经所述第三交换结构传输至所述第二交换结构。

12、可选的，所述第三光通信结构还包括连接所述第三光发射结构和所述第三光接收结构的第三主控结构，所述第三光发射结构包括与所述第三交换结构电连接的第三信号发射驱动电路、以及与所述第三信号发射驱动电路电连接的第三led阵列，所述第三光接收结构包括第三光电探测器、以及与所述第三光电探测器电连接的第三信号接收调理电路；

13、所述第三光接收结构还用于将接收到的所述第二深紫外光信号转换为水上第四环境信息；所述第三交换结构连接所述第三光接收结构，用于将所述水上第四环境信息通过无线网络传输至外界。

14、可选的，所述第三交换结构连接所述第二交换结构，所述水上第四环境信息能够通过所述第三交换结构传输至所述第二交换结构，且所述水上第二环境信息能够通过所述第二交换结构传输至所述第三交换结构。

15、可选的，所述第一发射结构还包括第一发射聚焦透镜，所述第一led阵列发射的所述第一蓝光信号经所述第一发射聚焦透镜聚焦后传输至外界，所述第一接收结构还包括第一接收聚焦透镜，所述第二蓝光信号经所述第一接收聚焦透镜聚焦之后传输至所述第一光电探测器；

16、所述第二发射结构还包括第二发射聚焦透镜，所述第二led阵列发射的所述第一白光信号经所述第二发射聚焦透镜聚焦后传输至外界，所述第二接收结构还包括第二接收聚焦透镜，所述第二白光信号经所述第二接收聚焦透镜聚焦后传输至所述第二光电探测器；

17、所述第三发射结构还包括第三发射聚焦透镜，所述第三led阵列发射的所述第一深紫外光信号经所述第三发射聚焦透镜聚焦后传输至外界，所述第三接收结构还包括第三接收聚焦透镜，所述第二深紫外光信号经所述第三接收聚焦透镜聚焦后传输至所述第三光电探测器。

18、可选的，所述第一发射聚焦透镜、所述第一接收聚焦透镜、所述第二发射聚焦透镜和所述第二接收聚焦透镜均为玻璃聚焦透镜；

19、所述第三发射聚焦透镜和所述第三接收聚焦透镜均为石英聚焦透镜。

20、可选的，所述第一交换结构、所述第二交换结构和所述第三交换结构连接于同一c类子网中。

21、可选的，所述第一交换结构与所述第二交换结构通过有线网络或者无线网络连接。

22、本发明提供的跨介质光通信装置，通过设置第一通信单元和第二通信单元，所述第一通信单元能够在水下进行蓝光通信、所述第二通信单元能够在水上进行白光通信，且所述第一通信单元和所述第二通信单元能够进行信息的交互，使得所述第一通信单元接收或者传输的信息能够在水上通过所述第二通信单元中以白光通信的方式传输，且所述第二通信单元接收或者传输的信息能够在水下通过所述第一通信单元中以蓝光通信的方式传输，实现了跨介质光通信，增强了光通信装置的功能，且扩展了光通信装置的应用领域。另外，本发明实现了第一通信单元与所述第二通信单元之间的信息互通、实时共享，从而进一步增强了光通信装置的性能。

技术特征：

1.一种跨介质光通信装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的跨介质光通信装置，其特征在于，所述第一光通信结构还包括连接所述第一光发射结构和所述第一光接收结构的第一主控结构，所述第一光发射结构包括与所述第一交换结构电连接的第一信号发射驱动电路、以及与所述第一信号发射驱动电路电连接的第一led阵列，所述第一光接收结构包括第一光电探测器、以及与所述第一光电探测器电连接的第一信号接收调理电路；

3.根据权利要求2所述的跨介质光通信装置，其特征在于，所述第一光接收结构还用于将接收到的所述第二蓝光信号转换为水下第二环境信息；所述第一交换结构还连接所述第一光接收结构，用于将所述水下第二环境信息通过无线网络传输至外界；

4.根据权利要求3所述的跨介质光通信装置，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求4所述的跨介质光通信装置，其特征在于，所述第三光通信结构还包括连接所述第三光发射结构和所述第三光接收结构的第三主控结构，所述第三光发射结构包括与所述第三交换结构电连接的第三信号发射驱动电路、以及与所述第三信号发射驱动电路电连接的第三led阵列，所述第三光接收结构包括第三光电探测器、以及与所述第三光电探测器电连接的第三信号接收调理电路；

6.根据权利要求5所述的跨介质光通信装置，其特征在于，所述第三交换结构连接所述第二交换结构，所述水上第四环境信息能够通过所述第三交换结构传输至所述第二交换结构，且所述水上第二环境信息能够通过所述第二交换结构传输至所述第三交换结构。

7.根据权利要求5所述的跨介质光通信装置，其特征在于，所述第一发射结构还包括第一发射聚焦透镜，所述第一led阵列发射的所述第一蓝光信号经所述第一发射聚焦透镜聚焦后传输至外界，所述第一接收结构还包括第一接收聚焦透镜，所述第二蓝光信号经所述第一接收聚焦透镜聚焦之后传输至所述第一光电探测器；

8.根据权利要求7所述的跨介质光通信装置，其特征在于，所述第一发射聚焦透镜、所述第一接收聚焦透镜、所述第二发射聚焦透镜和所述第二接收聚焦透镜均为玻璃聚焦透镜；

9.根据权利要求4所述的跨介质光通信装置，其特征在于，所述第一交换结构、所述第二交换结构和所述第三交换结构连接于同一c类子网中。

10.根据权利要求1所述的跨介质光通信装置，其特征在于，所述第一交换结构与所述第二交换结构通过有线网络或者无线网络连接。

技术总结
本发明涉及一种跨介质光通信装置。所述跨介质光通信装置包括：第一通信单元，包括第一信源结构、第一交换结构、以及第一光通信结构，第一光通信结构包括第一光发射结构和第一光接收结构，第一光发射结构用于向水下发射第一蓝光信号，第一光接收结构用于接收来自于水下的第二蓝光信号；第二通信单元，包括第二信源结构、第二交换结构、以及第二光通信结构，第二光通信结构包括第二光发射结构和第二光接收结构，第二光发射结构用于向水上发射第一白光信号，第二光接收结构用于接收来自于水上的第二白光信号，第二交换结构连接第一交换结构。本发明实现了跨介质光通信，增强了光通信装置的功能。

技术研发人员：王永进,王林宁,綦子骞
受保护的技术使用者：南京邮电大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13