FFFFPPPPGGGGAAAA以以以以太太太太网网网网数数数数据据据据NNNNZZZZRRRRIIII编编编编LLLLEEEEDDDDLLLLEEEEDDDD数数数数据据据据4444BBBB////5555BBBB码码码码及及及及并并并并缓缓缓缓存存存存编编编编码码码码串串串串转转转转换换换换驱驱驱驱动动动动光光光光源源源源VLC系统在室内视频传输中的应用白云鹏徐成波（北方工业大学信息工程学院，北京100144）[摘要]为了实现设备之间快速、安全的通信接入，将以太网视频传输与室内可见光通信原理相结合，实现了单向可见光视频传输系统。提出了对视频数据进行4B5B和NRZI编码，利用UDP协议进行传输，并由CDR（ClockandDataRecovery）芯片恢复同步时钟数据。最终，设计了发送电路和接收电路,并对时钟恢复和系统整体性能进行了测试。测试结果表明，基于4B5B编码的可见光视频传输系统可以实现1M距离以内的以太网视频传输。[关键词]可见光通信；4B5B编码；时钟和数据恢复；视频传输中图分类号：TN929.1文献标识码：ADOI:10.15966/j.cnki.dnydx.2014.12.004选用滨松的PHOTODIODE。接收端探测器的光通量将影响通信距离和误码率，因此，在接收端相应增加了蓝色滤光片，并在滤光片前端安装有聚光透镜，以提高接收端的性能。系统组成如图1所示。1．引言可见光通信技术（VisibleLightCommunication，VLC），集成了照明技术和可见光通信技术，在物联网技术中也有广阔的应用前景。随着“智能时代”的到来，迫切需要快速、安全、绿色的网络接入方式，VLC逐渐成为国内外研究的热点[1]。按其工作模式可分为：单工通信、半双工通信和全双工通信三种模式。其中，单工通信多用于单向广播，例如，美术馆、博物馆、超市、展会讲解等室内信息广播系统。它通过合理设置光源的位置，观众能够在同一个展厅不同位置通过头戴式接收端，接收声音、图像及视频信息，在不同展台前可以听到不同的讲解内容，互不干扰[2]。在照明的同时，又实现了点对点单向通信的目的。本文基于单工通信模式对可见光视频传输系统进行了分析与实现，当接收端进入发送端LED光所覆盖的区域时，即可接受信息，实现了“即入即连接”，同时，不会影响其它区域的通信。2．室内点对点VLC系统组成单工通信是实现全双工通信的基础，它用于两个配备有可见光通信接收和发送终端的用户设备之间进行信息单向传输。本文发送端PC通过10M以太网将视频信息传给FP-GA，在FPGA内部进行相应的编码后，送入LED驱动电路进行调制，调制后的信号通过白光LED以光信号发射出去；接收端由PIN光电二极管将探测的光信号转化为电信号，接收端根据检测到的电信号进行时钟提取和数据恢复，利用FP-GA进行解码，并通过以太网口将恢复出的视频数据传输给接收端PC，实现了视频数据的单向传输。系统的发送端光源为白色LED灯，灯管响应时间低于100ns，有效通信波段主要为蓝光，并在发送端LED前端增加了反射聚光透镜，以增加通信距离[2]。接收端的光电探测器——————————————3．数据发送端设计在发送端，PC机将视频文件转换为串流并按照UDP协议方式从网口输出，编码电路由FPGA芯片完成。由于10M以太网视频数据中，相邻包之间有可能出现长连0码或1码，这将导致后级LED驱动电路的电平漂移，同时不利于接收端提取时钟。因此，可采用4B5B编码以丰富数据中的时钟信息。3．1数据编码电路设计4B5B编码是在百兆位快速以太网的光纤分布式数据接口（FDDI，FiberDistributedDataInterface）中采用的信息编码方案。这种编码的特点是将欲发送的数据流每4bit作为一个组，然后按照4B5B编码规则将其转换成相应5bit码，并且由NRZI方式传输。用5位数字表示4位数字，故编码效率为4/5=80%。在传输中，其波形的频谱很小，信号的直流(DC)分量变化小于额定中心点的10%，能够保持线路的交流(AC)平作者简介：白云鹏，男，北京市，大学本科。研究方向：电子信息工程，电子科学与技术。基金项目：北京市大学生科学研究与创业行动计划，项目编号：14005。-23-时时时时钟钟钟钟模模模模块块块块数数数数数数数数据据据据以以以以太太太太网网网网FFFFIIIIFFFFOOOO4444BBBB5555BBBB编编编编并并并并转转转转串串串串NRX据据据据输输输输传传传传输...