[发明专利]一种光纤供能系统的带内通信系统及方法

权利要求书

1.一种光纤供能系统的带内通信系统，其特征在于，包括编码模块、激光器电流调制模块、激光器电流驱动模块、激光器、光纤、光电池、解调模块、译码模块、光电池状态采集模块；编码模块根据编码规则对传输数据进行编码产生编码信号，激光器电流调制模块根据编码信号和光电池状态采集模块反馈的光电池实时电压解调信号特征计算得到激光器电流控制值，激光器电流驱动模块根据激光器电流控制值调制激光器驱动电流，激光器供能并通过光纤发送光功率，光电池接收光功率产生电压，解调模块根据变化的光电池电压解调出编码信号，译码模块根据译码规则对编码信号进行译码得到传输数据；其中激光器电流调制模块包括位宽计算模块、差值模块和控制器；位宽计算模块输入光电池实时电压对应的数字采样码值，与设定的门槛电压值相比较，当数字采样码值M_vppc小于设定的门槛电压值M_g时，判断为低电平0，反之为高电平1，并通过时钟计数得到当前的信号位宽；差值模块计算得到信号位宽与给定的信号位宽参考值的差值，控制器根据差值采用PI算法计算得到当前的激光器电流控制值。

2.根据权利要求1所述的光纤供能系统的带内通信系统，其特征在于，所述激光器电流调制模块包括位宽计算模块、差值模块和控制器；所述位宽计算模块输入光电池实时电压对应的数字采样码值，与设定的门槛电压值相比较得到高低电平，并通过时钟计数得到当前的信号位宽；所述差值模块计算得到信号位宽与给定的信号位宽参考值的差值，控制器根据差值采用PI算法计算得到当前的激光器电流控制值。

3.根据权利要求2所述的光纤供能系统的带内通信系统，其特征在于，当数字采样码值M_vppc小于设定的门槛电压值M_g时，判断为低电平0，反之为高电平1。

4.一种光纤供能系统的带内通信方法，其特征在于，包括步骤：

(1)编码模块将待传输数据根据编码规则进行编码产生编码信号；

(2)激光器电流调制模块根据编码信号和当前光电池状态采集模块反馈的光电池实时电压解调信号特征计算得到当前激光器电流控制值；激光器电流调制模块包括位宽计算模块、差值模块和控制器；位宽计算模块输入光电池实时电压对应的数字采样码值，与设定的门槛电压值相比较，当数字采样码值M_vppc小于设定的门槛电压值M_g时，判断为低电平0，反之为高电平1，并通过时钟计数得到当前的信号位宽；差值模块计算得到信号位宽与给定的信号位宽参考值的差值，控制器根据差值采用PI算法计算得到当前的激光器电流控制值；

(3)激光器电流驱动模块根据激光器电流控制值调制激光器驱动电流，进而调制激光器供能发送光功率；

(4)解调模块根据跟随接收光功率变化的光电池电压解调出编码信号；

(5)译码模块根据译码规则对编码信号进行译码得到传输数据。

5.根据权利要求4所述的光纤供能系统的带内通信方法，其特征在于，所述激光器电流调制模块的实现步骤为：

(1)输入光电池实时电压对应的数字采样码值M_vppc，与设定的门槛电压值M_g相比较，当M_vppc＜M_g时，判断为低电平0，反之为高电平1；

(2)通过时钟计数得到当前的信号位宽T_f；

(3)计算信号位宽T_f与给定的信号位宽参考值T_g的差值ΔT；

(4)采用PI算法计算得到当前的激光器电流控制值，计算公式为：

M_mod(k)＝M_mod(k-1)+k_p(ΔT(N)-ΔT(N-1))+k_iΔT(N)

其中，k_p为比例系数，k_i为积分系数。

6.根据权利要求4所述的光纤供能系统的带内通信方法，其特征在于，当待调制信号为1时，输出正常供能电流值；当待调制信号为0时，输出电流值。