如何实现以太网LED可见光通信技术的研究

　　可见光通信技术已经成为无线通信领域的研究热点，结合了先进的半导体照明技术和光通信技术，具备无需无线电频谱认证，安全可靠等优点。本论文将可见光通信技术与以太网技术融合在一起，能够充分发挥两者的优势，提供一种全新的以太网接入方案。论文首先探讨可见光通信技术的国内外发展，总结出可见光通信抗电磁干扰、无需无线电频谱认证和安全可靠等诸多优势。本文还对可见光通信的关键技术进行研究，在光发射方面：分析可见光 LED 光源的工作原理和特性，确定设计光发射电路提供给 LED 光源的电压值、电流值等，确保 LED 调制于线性区域，避免信号失真；研究 LED 光源的调制技术，为设计高速调制电路提供依据。在光接收方面：分析 PIN 探测器的工作原理和特性，选择出高性能的光电探测器；还通过对前置放大器的研究，设计采用跨阻抗前置放大电路，实现高增益、低噪声的第一级放大。论文在可见光通信技术的基础上，分析实现以太网技术的通信要求，设计出基于以太网的 LED 可见光通信系统。论文设计了接口处理电路，实现信号滤波、隔离和耦合。为了解决可见光通信和计算机之间不同信号电平的要求和完成三态双极性 MLT-3 信号和单极性信号的转换，设计了以太网介质转换电路。同时，以太网转换电路还实现信号时钟提取、信号判决再生和数据转发功能。论文还设计了 LED 光源的高速调制电路，满足高速通信的要求；设计了光接收电路，实现信号的光/电转换和放大功能；设计了系统供电电路，兼顾系统不同模块之间的电压需求；最后，对影响系统性能的因素进行研究，并且针对性采取相应措施来优化系统性能。性能优化部分设计了串并联驱动的阵列光源，降低背景光的影响，提高通信距离和有效抑制 LED 光源的拖尾现象。采用差分传输，提高系统的抗干扰能力。还设计了并联峰化电路，提高 LED 的边沿速率。论文工作的重点是完成整个系统的设计和性能优化，将可见光通信技术融入到以太网，提供一种全新的无线宽带接入方案，有着广阔的应用前景。