本發(fā)明是有關(guān)于一種光通信系統(tǒng)，特別是有關(guān)于提升以太陽能板為光通信接收器時的傳輸速率的光通信系統(tǒng)及光通信發(fā)送裝置。

背景技術(shù)：

隨著因特網(wǎng)的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things，IOT)的技術(shù)不但越來越受到各界的重視，也廣泛運用于不同的生活領(lǐng)域中。

所謂物聯(lián)網(wǎng)是種基于因特網(wǎng)而讓物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)所有具有網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機能力的實體對象實現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)，在物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)每個實體對象都可以透過網(wǎng)絡(luò)被存取或是操控，通過物聯(lián)網(wǎng)可以對設(shè)備、機器、及物品等進行集中管理與操控，其應用范圍相當廣泛，例如：智慧生活環(huán)境、健康醫(yī)療及物品防盜等。

光通信系統(tǒng)是一種以光波作為傳輸媒介的一種通信系統(tǒng)，雖然光波與無線電波都是屬于電磁波的一種，但是光波的頻率要高于無線電波，且光波的波長比無線電波的波長短，這樣的特性使得光通信系統(tǒng)有著高安全性、無電磁波干擾(EMI，Electromagnetic Interference)及信息容量高等優(yōu)點。

常見的光通信系統(tǒng)使用光纖、雷射、紅外線或紫外線等。如果按照波長來區(qū)分的話可分為不可見光通信系統(tǒng)及可見光通信系統(tǒng)，不過此兩種通信系統(tǒng)皆可用來進行信息的傳輸。

由于光通信有著高安全性、無電磁波干擾及信息容量高等優(yōu)點，此外，由于光通信具有無電磁波干擾的特性，使得光通信系統(tǒng)可以被運用在醫(yī)院、飛機等特殊場所，是一種適合用于物聯(lián)網(wǎng)中的通信方式。

光通信系統(tǒng)中所使用的接收器分為主動式接收器及被動式接收器。其中主動式接收器因需要在接收器上外接電源以提供額外的電能來驅(qū)動接收器，會使得裝上主動式接收器的設(shè)備接的體積增加，且需要時常的更換電池使得持續(xù)使用時間不足，又或者是需以電源線連接供電裝置造成設(shè)備無法任意改變位置，較不適合用于物聯(lián)網(wǎng)中。被動式接收器則因為頻率響應速率較慢，造成接收到的信號頻寬速率有限。

現(xiàn)今已有技術(shù)以太陽能板作為光通信系統(tǒng)的接收器，此技術(shù)是利用太 陽能板接收照明光線，并從太陽能板的電信號輸出的波型變化中取得照明光線中所包含的信息。

然而，太陽能板在作為光通信系統(tǒng)的接收器時為一種被動式接收器，如圖1所示，其為運用太陽能板作為光通信系統(tǒng)的接收器時傳輸速率的眼圖，從圖1可知在使用太陽能板作為光通信系統(tǒng)的接收器時其傳輸速率僅能在0.01Mbit/s左右，因此勢必要有一種光通信系統(tǒng)用以改善太陽能板作為光通信系統(tǒng)的接收器的傳輸速度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的，在于提供一種光通信系統(tǒng)，藉由調(diào)變量位信號的振幅達到提升以太陽能板作為光通信系統(tǒng)的接收器時的傳輸速度。

本發(fā)明的目的，在于提供一種光通信發(fā)送裝置，用以調(diào)變量位信號的振幅。

為達上述的指稱的各目的與功效，本發(fā)明的一實施例系揭示一種光通信系統(tǒng)，其包含一光通信發(fā)送裝置及一光通信接收裝置。該光通信發(fā)送裝置包含一調(diào)變單元及一光源單元。該光通信接收裝置包含一太陽能板。至少一數(shù)字信號調(diào)變后該光源單元發(fā)送至少一光信號至該太陽能板，該太陽能板產(chǎn)生至少一電信號，透過該至少一電信號變化取得該至少一數(shù)字信號。

于本發(fā)明的一實施例中，其中該至少一數(shù)字信號包含一第一區(qū)間及一第二區(qū)間，當該至少一數(shù)字信號為高準位信號時，該調(diào)變單元將該第二區(qū)間的振幅降低，當該至少一數(shù)字信號為低準位信號時，該調(diào)變單元將該第二區(qū)間的振幅提高。

于本發(fā)明的一實施例中，該至少一電信號為電壓或電流。

于本發(fā)明的一實施例中，當該至少一電信號為高電壓或高電流時，該至少一數(shù)字信號為高準位信號，當該至少一電信號為低電壓或低電流時，該至少一數(shù)字信號為低準位信號。

于本發(fā)明的一實施例中，當該至少一電信號為高電壓或高電流時，該至少一數(shù)字信號為低準位信號，當該至少一電信號為低電壓或低電流時，該至少一數(shù)字信號為高準位信號。

于本發(fā)明的一實施例中，其中該光通信發(fā)送裝置更包含一控制單元，該控制單元發(fā)送一控制信號至該調(diào)變單元，該調(diào)變單元依據(jù)該控制信號調(diào)整該第一區(qū)間與該第二區(qū)間的比例或/及振幅。

于本發(fā)明的一實施例中，其中該控制單元是依據(jù)該太陽能板的頻寬限制調(diào)整該第一區(qū)間與該第二區(qū)間的比例或/及振幅。

于本發(fā)明的一實施例中，其中該光通信接收裝置更包含一蓄電單元，該蓄電單元藉由該至少一電信號充電。

于本發(fā)明的一實施例中，其中更包含一電子裝置，該電子裝置電性連接該光通信接收裝置。

于本發(fā)明的一實施例中，其中該光通信接收裝置發(fā)送該至少一數(shù)字信號至該電子裝置。

于本發(fā)明的一實施例中，其中該蓄電單元供應該電子裝置于運作時所需的電能。

于本發(fā)明的一實施例中，其中該光源單元將該至少一光信號以可見光或不可見光的形式發(fā)出。

于本發(fā)明的一實施例中，其中該蓄電單元為電容器或電池。

此外，本發(fā)明提供另一種光通信發(fā)送裝置，包含一調(diào)變單元及一光源單元，用以調(diào)變至少一數(shù)字信號，并將該至少一調(diào)變后的數(shù)字信號以可見光或不可見光的形式發(fā)出。

于本發(fā)明的一實施例中，該光通信發(fā)送裝置更包含一控制單元，用以控制該調(diào)變單元。

于本發(fā)明的一實施例中，其中該控制單元是依據(jù)一接收端的頻寬限制控制該調(diào)變單元。

于本發(fā)明的一實施例中，該光源單元將該至少一光信號以可見光或不可見光的形式發(fā)出。

附圖說明

圖1：其為運用太陽能板作為光通信系統(tǒng)的接收器時傳輸速率在0.01Mbit/s時的眼圖；

圖2：其為本發(fā)明的第一實施例的光通信系統(tǒng)的方塊圖；

圖3A：其為本發(fā)明的第一實施例的光通信系統(tǒng)的高準位調(diào)變示意圖；

圖3B：其為本發(fā)明的第一實施例的光通信系統(tǒng)的低準位調(diào)變示意圖；

圖4：其為本發(fā)明的第一實施例的光通信系統(tǒng)的傳輸速率與位元錯誤率折線圖及眼圖；

圖5：其為本發(fā)明的第二實施例的光通信系統(tǒng)的方塊圖；以及

圖6：其為本發(fā)明的第三實施例的光通信系統(tǒng)的方塊圖。

【圖號對照說明】

10 光通信發(fā)送裝置

101 調(diào)變單元

103 光源單元

105 電源供應單元

107 控制單元

30 光信號

50 光通信接收裝置

501 太陽能板

503 蓄電單元

70 數(shù)字信號

701 第一區(qū)間

703 第二區(qū)間

80 調(diào)變信號

90 電子裝置

具體實施方式

為了使本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及所達成的功效有更進一步的了解與認識，特用較佳的實施例及配合詳細的說明，說明如下：

先前的技術(shù)中，運用太陽能板作為光通信系統(tǒng)的接收器時傳輸速率不佳，因此本發(fā)明提出一種于光信號發(fā)送前預先調(diào)變光信號的振幅，以提升運用太陽能板作為光通信系統(tǒng)的接收器時的傳輸速率。

于此說明為達成本發(fā)明的第一實施例的光通信系統(tǒng)所需的裝置，請參閱圖2，其為本發(fā)明的第一實施例的光通信系統(tǒng)的方塊圖。如圖所示，本發(fā)明的光通信系統(tǒng)包含：一光通信發(fā)送裝置10及一光通信接收裝置50。該光通信發(fā)送裝置10發(fā)送至少一光信號30至該光通信接收裝置50。

在此先說明該光通信發(fā)送裝置10，該光通信發(fā)送裝置10包含：一調(diào)變單元101、一光源單元103及一電源供應單元105。該調(diào)變單元101電性連接該光源單元103。該電源供應單元105電性連接該調(diào)變單元101及該光源單元103。該調(diào)變單元101用以調(diào)變量位信號成調(diào)變信號。該光源單元103用以將調(diào)變信號以可見光(例如：雷射或LED)或不可見光(例如：紅外線或紫外線)的形式發(fā)出。該電源供應單元105提供該調(diào)變單元101及該光源單元103于運作時所需的電能。

接著說明該光通信接收裝置50，該光通信收裝置50包含：一太陽能板501及一蓄電單元503。該太陽能板501收受光線后會產(chǎn)生電信號，透過該至少一電信號變化取得該數(shù)字信號，其中該至少一電信號為電壓或電流。該蓄電單元503為電池或電容器用以儲存電能。

于此說明本發(fā)明的光通信系統(tǒng)執(zhí)行時的流程，請搭配圖2并參閱圖3A及圖3B，其為本發(fā)明的第一實施例的光通信系統(tǒng)的高準位調(diào)變示意圖及低準位調(diào)變示意圖。該調(diào)變單元101接收至少一數(shù)字信號70，當該至少一數(shù)字信號70為高準位信號或低準位信號，該至少一數(shù)字信號70包含一第一區(qū)間701及一第二區(qū)間703。如圖3A所示，當該調(diào)變單元101所接收到的該至少一數(shù)字信號70為高準位信號時，該調(diào)變單元101將該至少一數(shù)字信號70的該第二區(qū)間703的振幅降低，使該至少一數(shù)字信號70成為至少一調(diào)變信號80；如圖3B所示，當該調(diào)變單元101所接收到的該至少一數(shù)字信號70為低準位信號時，該調(diào)變單元101將該至少一數(shù)字信號70的該第二區(qū)間703的振幅提升，使該至少一數(shù)字信號70成為至少一調(diào)變信號80。該至少一數(shù)字信號70經(jīng)調(diào)變成至少一調(diào)變信號80后，該光源單元103接收該至少一調(diào)變信號80，并依據(jù)該至少一調(diào)變信號80發(fā)出該至少一光信號30。

該光通信接收裝置50的該太陽能板501接收該至少一光信號30，太陽能板501在收受該至少一光信號30后會產(chǎn)生至少一電信號，透過該至少一電信號變化取得該至少一數(shù)字信號70，當該至少一電信號為高電壓或高電流時，該至少一數(shù)字信號70為高準位信號，當該至少一電信號為低電壓或低電流時，該數(shù)字 信號70為低準位信號，亦可是高電壓或高電流代表低準位信號，低電壓或低電流代表高準位信號。舉例而言，當該至少一電信號為電壓時，電壓5伏特代表該數(shù)字信號70為高準位信號，電壓為1伏特代表該數(shù)字信號70為低準位信號；該至少一電信號為電流時，電流5安培代表該數(shù)字信號70為低準位信號，電流1安培代表該數(shù)字信號70為高準位信號。

因為太陽能板作為光通信系統(tǒng)的接收器時為一種被動式接收器，且會有低頻率通過的特性，該光源單元103依據(jù)該至少一調(diào)變信號80所發(fā)出的該至少一光信號30會在該太陽能板501接收到后產(chǎn)生信號變形，而于本發(fā)明中該至少一調(diào)變信號80以依據(jù)上述的調(diào)變改變振幅并由該光源單元103以光信號的形式發(fā)出后，該太陽能板501收受該至少一光信號30所產(chǎn)生的該至少一電信號的變化會因為變形而從該至少一調(diào)變信號80還原成該至少一數(shù)字信號70。換而言的，本發(fā)明利用太陽能板的特性使得該光通信接收裝置50不需要以解調(diào)變單元來解調(diào)變調(diào)變信號即可取得數(shù)字信號。該蓄電單元503藉由該至少一電信號充電。

接著請參閱圖4，其為本發(fā)明的第一實施例的光通信系統(tǒng)的傳輸速率與位元錯誤率折線圖及眼圖，如圖所示，依據(jù)本發(fā)明的第一實施例的光通信系統(tǒng)進行光通信時，在傳輸速率達0.4Mbit/s時依然可以有良好的傳輸效能。

于此即完成本發(fā)明的光通信系統(tǒng)的第一實施例，藉由預先調(diào)變信號振幅的方法提升以太陽能板作為光通信系統(tǒng)的接收器時的傳輸效率，亦可以使得接收器不需要有解調(diào)變單元，達到提高效能及節(jié)省成本的功效。

接著說明本發(fā)明的第二實施例的光通信系統(tǒng)，請參閱圖5，其為本發(fā)明的第二實施例的光通信系統(tǒng)的方塊圖，如圖所示，本實施例與第一實施例的差異在于，該光通信發(fā)送裝置10更包含有一控制單元107，該控制單元107電性連接該調(diào)變單元101。

不同頻寬的太陽能板會讓所接收到的信號有不同程度的變形，因此，需要因應太陽能板的頻寬限制讓該調(diào)變單元101對該至少一數(shù)字信號70進行不同的調(diào)變。于本實施例執(zhí)行時，該控制單元107依據(jù)該太陽能板501的頻寬限制發(fā)送一控制信號至該調(diào)變單元101，該調(diào)變單元101依據(jù)該控制信號調(diào)整該第一區(qū)間701與該第二區(qū)間703的比例或/及振幅大小。

舉例而言，當該太陽能板501的頻寬限制為1k時，該控制單元107所發(fā) 出的該控制信號會控制該調(diào)變單元101，使得該第一區(qū)間701與該第二區(qū)間703的比例為1：1，且當該至少一數(shù)字信號70為高準位時，該第二區(qū)間703的振幅調(diào)整的幅度為高準位信號的78％，且當該至少一數(shù)字信號70為低準位時，該第二區(qū)間703的振幅調(diào)整的幅度為高準位信號的76％。本實施例其余的部分與第一實施例相同，于此不再贅述。

藉由本發(fā)明的光通信系統(tǒng)的第二實施例，可以依據(jù)不同的太陽能板的頻寬限制，改變調(diào)變信號振幅的方法提升以太陽能板作為光通信系統(tǒng)的接收器時的傳輸效率，使得光通信接收端可使用任意種類的太陽能板，提高了本發(fā)明的通用性，亦可以使得接收器不需要有解調(diào)變單元，達到提高效能及節(jié)省成本的功效。

接著說明本發(fā)明的第三實施例的光通信系統(tǒng)，請參閱圖6，其為本發(fā)明的第三實施例的光通信系統(tǒng)的方塊圖，如圖所示，本實施例與第二實施例的差異在于，更包含有一電子裝置90，電性連接該光通信接收裝置50。該電子裝置90為可依據(jù)該至少一數(shù)字信號70產(chǎn)生動作的電子裝置，該蓄電單元503供應該電子裝置90所需的電能。

舉例而言，該電子裝置90可為太陽能熱水器，使用者可以藉由該光通信發(fā)送裝置10發(fā)送信號控制或設(shè)定太陽能熱水器，該蓄電單元503則供應太陽能熱水器于熱水時所需的電能。

舉例而言，該電子裝置90可為太陽能板的轉(zhuǎn)動裝置，使用者可以藉由該光通信發(fā)送裝置10發(fā)送信號調(diào)整太陽能板的方向及姿態(tài)，該蓄電單元503則供應轉(zhuǎn)動裝置于轉(zhuǎn)動時所需的電能。

舉例而言，該電子裝置90可為另一個光通信發(fā)送裝置10，使用者可以藉由此另一光通信發(fā)送裝置10加長數(shù)字信號傳輸?shù)木嚯x，該蓄電單元503則供應此另一光通信發(fā)送裝置10于發(fā)送光信號時所需的電能。

于本發(fā)明的一實施例中，實際使用時，該至少一數(shù)字信號70可為多個數(shù)字信號70，該調(diào)變單元101調(diào)變該些數(shù)字信號70成為多個調(diào)變信號80，該光源單元103依據(jù)該些調(diào)變信號80發(fā)出多個光信號30，該太陽能板501收受該些光信號產(chǎn)生多個電信號，透過該些電信號變化取得該些數(shù)字信號70。舉例而言，于實際使用時，多個數(shù)字信號70為0101，透過該調(diào)變單元101調(diào)變后經(jīng)由該光源單 元103發(fā)出多個光信號30，該太陽能板501收受該些光信號30時所產(chǎn)生多個電信號為；低電壓、高電壓、低電壓、高電壓，透過該些電信號變化可取得該些數(shù)字信號70為0101。

上文僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用來限定本發(fā)明實施的范圍，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所述的形狀、構(gòu)造、特征及精神所為的均等變化與修飾，均應包括于本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。