[发明专利]一种基于光通信的全双工信号传输装置

说明书

本申请具体实施例提供一种基于光通信的全双工信号传输装置，包括围绕同一个旋转轴心相对旋转的部件10和部件20；部件10设置有光发射器11和光接收器12，部件20设置有光发射器21和光接收器22；其中，光发射器11和光接收器22采用第一波长的光谱通信；光发射器21和所述光接收器12采用第二波长的光谱通信；部件10设置的光接收器12的光敏面和部件20设置的光接收器22的光敏面设置在部件10和部件20的相对旋转中心上。本申请通过将两个光接收器的光敏面分别设置在两个部件的相对旋转中心的方式，使光接收器接收的信号的强度保持不变，从而减少误码率、提高传输质量和效率。

技术领域

本申请涉及光通信技术领域，尤其涉及一种基于光通信的全双工信号传输装置。

背景技术

为解决相对旋转部件之间双向数据通信的问题，早期采用了滑环技术。但由于滑环固有的磨损问题，平均寿命一般在几亿转左右。例如，对于激光雷达这种需要连续工作且高速旋转的设备，滑环只能维持1～2年的工作时间。因此，滑环并不能满足大多数产品的设计要求；而且，受触点磨损的影响，信号通信质量也会存在较大的隐患。

随着光通信技术的发展，两个相对旋转的部件之间采用光通信进行数据传输解决了滑环的技术问题。

当相对旋转的部件1和部件2之间采用全双工的通信方式时，部件1和部件2之间包括两组不同光谱的光发射器和光接收器。图1为现有技术中相对旋转部件之间的全双工光通信装置示意图。如图1所示，包括部件1和部件2,。部件1上设置了光发射器3和光接收器4。部件2上设置了光发射器5和光接收器6。光发射器3和光接收器4实现部件1向部件2的单向数据传输。光发射器5和光接收器6实现部件2向部件1的单向数据传输。其中，部件2和部件1可以相对旋转。

图2为现有技术部件相对旋转一定角度后的全双工光通信装置示意图。从图2可以看出，部件2旋转180度之后，光发射器3和光接收器4之间，由于位置变化，形成了一个明显的夹角。由发光器件的基本参数可知，随着部件1和部件2之间相对旋转，相互匹配的光发射器3和光接收器4之间的角度发生明显变化，从而导致光接收器4接收到的光强信号随之发生变化。光发射器3和光接收器4之间的夹角越小则光强越强，夹角越大则光强越弱。

由于光接收器4或光接收器6接收的光信号强弱的变化，在数据解析过程中，会导致信号占空比大幅变化，很容易出现误码，从而影响传输质量和传输速率。

为解决现有激光雷达中全双工通信的问题，也有采用多个收、发器组合起来的方案来减少因部件旋转带来的光信号强弱变化。但是，需要配置较多的光发射器和光接收器，不仅使通信结构的设计更加复杂，而且会增加成本。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请具体实施例提供一种基于光通信的全双工信号传输装置，使全双工信号传输装置中的光接收器接收到光信号的强度始终保持不变。

本申请是通过如下方式实现的：

第一方面，本申请具体实施例提供一种基于光通信的全双工信号传输装置，包括围绕同一个旋转轴心相对旋转的部件10和部件20；部件10设置有光发射器11和光接收器12，部件20设置有光发射器21和光接收器22，部件10和部件20安装光发射器11、21和光接收器12、22的安装平面相互平行、与所述旋转轴心线垂直；其中，所述光发射器11和所述光接收器22采用第一波长的光谱通信；所述光发射器21和所述光接收器12采用第二波长的光谱通信；部件10设置的光接收器12的光敏面和部件20设置的光接收器22的光敏面设置在所述部件10和部件20的相对旋转中心上。

在一个可能的设计中，所述光发射器11紧邻光接收器12设置，所述光发射器21紧邻光接收器22设置。

在一个可能的设计中，所述部件10相对部件20的旋转中心到光发射器11中心的距离和光发射器11的发射面到光接收器22的光敏面的垂直距离，需要满足如下条件：