Page 39 - 网络电信2024年5月刊

解决方案

可见光通信与电力线融合组网研究

单海军
内蒙古自治区广播电视局综合保障中心

摘 要：本文重点研究了将可见光通讯技术和电力线通讯技术二者相结合的一种组网融合形式。该形式主要依靠电力
线作为通道，进行光数据的传送，将LED当做信息发送机，并利用Optisystem的模拟软件，构建可见光和电力线综合系
统的模拟平台，并检验了其特性。采用配电网络对信息进行传送时，因为配电网络信道存在噪音影响、信息衰减、时变
影响、多径效应等不利因素，严重削弱了配电网络传输的准确性。本文研究并归纳了电力线通信的信道特性其对信号造
成的影响，以及基于电力线的可见光通信融合组网架构。

关键词：可见光通信(VLC);电力线通信（PLC）;组网

引言 据表示成一或零，而如果将灯光在启动后的开始状态设定为1，
关闭后的状态设定为0，那么经过开关就能够完成光数据信息的
可见光通信技术（Visible Light Communication,VLC） 传送工作。使用LED所发送人眼看不到的闪光信息完成数据的传
是指使用可视光波段的光作为讯号载体，不通过光缆等有线 送过程，而这种信号灯在每一秒内能够达到百万频率的点亮时
通道的传送介质，而直接在天空进行传送光信息的通讯方法。 间，而相应的二进制信息被处理成代码，经过编码之后再转换
LED可见光通信技术是指根据看得见光的发光二极管（Light 成光信息并发送出去，然后经过PD收到信息。
Emitting Diode,LED）与荧光灯和白热灯之间切换速度较快的 图1 可见光通信系统组成框图
特性，透过使用装有LED的室内外大型显示器、照明设备、光信
号器，以及透过车辆前尾灯等所产生的用肉眼观测不到的高速 一、信道特性分析
调制光波讯息来对讯息控制与传送，进而透过使用光电二极管
等光电转换器件接受的光载波资讯而获得信息。不管使用在室 由于科学技术的发展，无线通信科学技术已渗透到了人们
内或者户外的可见光LED通信设备，从其物理功能上都包括了光 生活的各个方面。在无线通信体系中，无线通讯的信道功能对
信号发出与光信号接收二个方面。光的发射部分一般包含：将 整个网络具有重要的作用。低压的配电网络和用户的关系是直
信号源数据转变成有利于从光信道中发送的电信号的提供与处 接性的，其网络的节点比较多，拓扑结构十分繁复。如果电力
理系统、将电信号变换调节成光载波频率变换的LED可见光控制 线上受到了很严重的干扰，那么会导致通信效果极差，所以针
调节系统。光信息的主要部分包含：能够对信号源进行最佳接 对这一情况要采取措施提高通信的传输质量，要规避系统误码
收的光学系统、对光信息再产生电讯号的光电子探测器和前置放大系 情况的发生，让信息可以稳定安全地进行传输，其前提条件就
统、将电信号转换成能被终端辨别的信息加工与输入输出系统。 是要对信道的特性进行探析。

其中，通信可以实现10兆至数百兆每分钟的速率，在未来
发展中，其传输速率还将超过传统光纤传输的通信速率[1]；VLC
十分安全与稳定，因为光无法透过墙体，所以所有数据都在被
设置好的范围内；在绿色经济方面，它既没有辐射，能耗也相
当低。可见光通信系统的组成框图如图1所示。可见光通信主
要由天线发射器、数据接收器和自由空间紫外线辐射传输三个
部分组成，发射端包括两个部分，即光源以及相应的信号处理
部分。接收部分则主要采用了光学系统，可以把光源中的光信
息提高到最好的接受状态，从而精准地接收到光信息，并在接
收到信息之后将其转化为电脉冲信息，最后就得到了光探测器
PD以及前置性的放大电路，可使用户终端识别出信号。其基本
原理是采用VLC的技术手段进行光信息传递，将启动后的状态数

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