[发明专利]在矿井或油气田中利用光进行通信的方法及光通信系统

说明书

技术领域

本发明涉及通讯技术领域，特别是涉及一种在矿井或油田中利用光进行通信的方法及光通信系统。

背景技术

近年来，随着经济的快速增长，我国能源事业也蒸蒸日上，走入了一条高投入、高效率、高产出的经济发展道路。然而，在煤矿与油气田等场合，安全生产却依然形势严峻，稍有不慎将会给国家和人民生命安财产安全造成了重大损失，对环境安全构成了重大的威胁。现有技术中的矿用矿井以及油气田应急通讯系统采用电缆传输信号，当出现矿井透水、瓦斯以及石油气爆炸、瓦斯以及石油气超标、塌陷等紧急情况时，通常会切断电源，导致了意外停电和上述的紧急情况下，不能保障矿用矿井应急通讯系统的通畅。

矿井以及油气田通信有如下特点：生产环境非常复杂、恶劣，坑道或管道纵横交错，覆盖范围大，通信受到矿井巷道结构、地质结构、管网以及罐体等生产设备强烈影响；矿井以及油气田生产系统复杂，环节众多，条件频繁变化的采掘，以及运输工作面的推进及随时移动，给矿井以及油气田通信带来了很多未知挑战；矿井以及油气田生产区域空气中石油气、瓦斯和粉尘含量很高，容易发生爆炸；生产场合有腐蚀性原料，设备易受腐蚀。

矿井以及油气田通信研究主要是集中在固定隔爆电话、扩音电话等有线通信方式，以及动力线载波通信、低频导引通信、泄露馈线通信、分布天线通信、UHF（Ultra High Frequency，特高频）频段通等无线通信方式。现存的有线通信方式具有安全性高，通信质量好等特点，但是通信线路布控复杂，通信成本高，在矿井和油气田生产安全事故时，通信容易中断。现有的矿井以及油气田无线通信方式具有布控简单，成本低廉等优点，但是无线发射容易引起生产事故，通信网络在矿井以及油气田事故中不具备自愈性，在矿井以及油气田灾难中难以针对用户进行定位。由于矿井与油气田的环境恶劣复杂，易腐蚀、不易管理，一旦事故发生，会破坏通信设备等多种因素，使这些通信方式在矿井的发展受到很大的限制。现有的各种通信系统各有利弊，但都缺乏灵活性，难以适应矿井以及油气田复杂多变的环境，亟待一种新的无线通信方式来改变现状。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种在矿井或油田中利用光进行通信的方法及光通信系统，用以解决现有技术中特殊情况通信容易中断、不具备自愈性的问题。

为解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种光通信系统，所述系统包括基站设备和终端设备，所述基站设备和终端设备包括以下模块：

通信模块，用于对发射信息进行编码、调制，得到发射信号；以及，用于对接收信号进行解调和解码，得到发射信息；

发光控制模块，用于根据所述发射信号，控制发光设备发射光信号，所述光信号在传输线路中被空间复用；

光接收模块，用于接收所述光信号，得到所述接收信号。

进一步，所述基站设备和终端设备还包括：

自组织模块，用于在所述终端设备之间或终端设备与基站设备之间通信中断时，建立动态路由表；根据所述动态路由表构建最佳路由，通过该路由上的终端设备进行中继传输，最后连接到目标终端设备，完成数据通信。

进一步，所述基站设备和终端设备还包括：

定位模块，用于定时发送定位信号给相邻的终端设备或基站设备，确定相邻终端设备的位置。

进一步，所述自组织模块根据功率损耗最小或者信噪比最小的原则建立动态路由表。

进一步，所述定位模块通过相邻终端设备或基站设备的功率衰减和发射角度确定相邻终端设备的位置。

另一方面，本发明还提供一种在矿井或油气田中利用光进行通信的方法，所述方法包括：

对发射信息进行编码、调制，得到发射信号；

根据所述发射信号，控制发光设备发射光信号，所述光信号在传输线路中被空间复用；

接收所述光信号，得到接收信号；

对所述接收信号进行解调和解码，得到所述发射信息。

进一步，所述方法还包括：

在所述终端设备之间或终端设备与基站设备之间通信中断时，建立动态路由表；根据所述动态路由表构建最佳路由，通过该路由上的终端设备进行中继传输，最后连接到目标终端设备，完成数据通信。

进一步，所述方法还包括：

定时发送定位信号给相邻终端设备或基站设备，确定相邻终端设备的位置。

进一步，根据功率损耗最小或者信噪比最小的原则建立动态路由表。

进一步，通过相邻终端设备或基站设备的功率衰减和发射角度确定相邻终端设备的位置。

本发明有益效果如下：