[發明專利]一種星內超高速數據激光傳輸系統

在審

• 申請號: 201710361776.X
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107528637A
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 曹喜濱;佟首峰;王峰;董立珉;韋明川;陳健
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H04B10/54
• 分類號: H04B10/54;H04B10/556;H04B10/50;H04B10/67;H04B10/69;H04J14/02
• 代理公司: 北京隆源天恒知識產權代理事務所(普通合伙)11473
• 代理人: 閆冬

技術領域

本發明涉及數據傳輸技術領域，具體涉及一種星內超高速數據激光傳輸系統。

背景技術

非接觸式傳輸技術在有效載荷與衛星平臺之間發揮著重要作用，為了將旋轉載荷產生的海量數據可靠無摩擦地傳輸至衛星平臺中，需要一種基于同軸旋轉的非接觸式高速激光傳輸系統；由于受到工作場景限制，目前尚無可借鑒的非接觸式高速激光傳輸系統，而且由于有效載荷(例如相機)的輸出數據與激光通信調制格式和路數不匹配，需要對相機輸出的多路數據格式和數據速率進行轉換和整合。

針對以上需求，本發明創造者經過長時間的研究和實踐終于獲得了本方案。

發明內容

本發明的目的在于提供一種星內超高速數據激光傳輸系統，用以解決上述技術需求。

本發明解決的技術問題是：克服現有高速激光傳輸系統的不足，設計一種基于大束散角發射大面積接收和波分復用強度調制技術的星內超高速數據激光傳輸系統。

為實現上述目的，本發明首先提供一種星內超高速數據激光傳輸系統，其包括激光調制模塊和激光解調模塊，所述激光調制模塊和所述激光解調模塊分別將電信號調制為光信號和將光信號解調為電信號，所述激光調制模塊和所述激光解調模塊均采用強度調制和波分復用技術，實現210Gbps至280Gbps的高速率通信傳輸。

較佳的，其還包括發射端數據轉換整合模塊和接收端數據轉換整合模塊，所述發射端數據轉換整合模塊和所述接收端數據轉換整合模塊均包括數據鎖存器和移位寄存器鏈，發射端數據鎖存器用于鎖定發射端移位寄存器鏈的輸入電平，以便于發射端移位寄存器鏈對數據進行重新整合，使輸入的并行數據轉為串行數據；接收端數據鎖存器用于鎖定接收端移位寄存器鏈的輸出電平，以便于接收端移位寄存器鏈對數據進行重新整合，使輸入的串行數據轉為并行數據。

較佳的，其還包括發射天線模塊，所述發射天線模塊采用透鏡式天線，用于增加激光發射角，使通信光斑在持續轉動和抖動條件下都能進入接收天線。

較佳的，其還包括接收天線模塊，所述接收天線模塊采用多模光纖或帶有單模光纖尾纖的微透鏡整列來接收，用于增大接收面積。

較佳的，所述接收天線模塊還采用濾波片減少大面積接收帶來的背景光和雜散光。

較佳的，所述移位寄存器鏈由多個移位寄存器串聯組成，所述移位寄存器由同步的時鐘信號源控制。

與現有技術比較本發明的有益效果在于：采用強度調制和波分復用的通信體制進行信號傳輸，傳輸信號清晰，碼間串擾和信噪比性能較好，且采用的波分復用通道少，設備復雜度低；在發射端數據整合模塊和接收端數據整合模塊均采用數據鎖存器和移位寄存器鏈，分別用數據鎖存器將移位寄存器鏈的輸入電平和輸出電平鎖住，進行數據整合；發射天線模塊采用模塊采用透鏡式天線，用于增加激光發射角；接收天線模塊采用多模光纖或帶有單模光纖尾纖的微透鏡整列來接收，用于增大接收面積。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明各實施例中的技術方案,下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。

圖1為實施例1中的一種星內超高速數據激光傳輸系統框圖；

圖2為實施例一中的發射端數據轉換整合模塊框圖；

圖3為實施例二的發射端數據轉換整合模塊結構圖；

圖4為實施例三的接收端數據轉換整合模塊結構圖；

圖5為實施例四采用的大束散角發射大面積接收技術；

圖6為實施例五中的發射端的40Gbps×7路強度調制及波分復用通信體制；

圖7為實施例五中的接收端的40Gbps×7路強度調制及波分復用通信體制；

圖8為實施例六中通過optisystem軟件仿真的系統框圖；

圖9波分復用發射光譜圖；

圖10a實施例五中支路1眼圖；

圖10b實施例五中支路2眼圖；

圖10c實施例五中支路3眼圖；

圖10d實施例五中支路4眼圖；

圖10e實施例五中支路5眼圖；

圖10f實施例五中支路6眼圖；

圖10g實施例五中支路7眼圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明實施方式的技術特征和優點作詳細的說明。

實施例一

圖1為一種星內超高速數據激光傳輸系統的系統框圖，其包括：發射端數據轉換整合模塊1、激光調制模塊2、發射天線模塊3、接收天線模塊4、激光解調模塊5和接收端數據轉換整合模塊6；