[发明专利]基于调制器的双码型互不干扰的全双工空间高速通信装置

说明书

技术领域

本发明涉及了一种全双工自由空间高速通信的装置，尤其是一种基于调制器的逆向反射双码型互不干扰的全双工空间高速通信装置。

背景技术

自由空间激光通信系统是指以激光光波作为载体，大气作为介质传输语音、数据、图像等信息的光通信系统。与传统的微波空间通信相比，自由空间激光通信结合了光纤通信与微波通信的优点，既利用激光作为载波保证大通信容量、高速率传输，又采用空间的通信方式，自由灵活，在移动目标之间、固定目标之间、移动目标和固定目标之间以及一些不宜铺设光纤的地域，如卫星与卫星、卫星与地面、卫星与飞机、海岛、海陆以及江河两岸之间的通信等等方面都有极大的应用潜力；在民用方面，市场上海量数据传输的瓶颈也急需解决。自由空间激光通信因其传输带宽大、隐蔽性好不易被截获、方向型好、抗干扰能力强、体积小、重量轻等优点，是空间信息传输最有竞争力的技术途径。

传统的无线光通信系统中基站和终端都需要装载激光发射/接收和自动跟踪瞄准捕获装置，在一定程度上增加了设备的体积和重量以及技术的复杂度。采用单一光源作为载波，将光源置于基站上，则可免去终端的激光发射器和自动跟踪瞄准捕获装置，减轻终端设备的体积、重量和功耗，有效降低了空间激光通信系统的应用限制。尽管已有一些方法可实现单光源下双向信号的传输，但普遍传输速率较低，最高仅达1.25吉比特/秒，无法突破双向传输的速率都达到10吉比特/秒的瓶颈。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供了一种基于调制器的双码型互不干扰的全双工空间高速通信装置，下行与上行链路都采用电光调制器作为调制器件，巧妙利用光环形器与调制器的组合实现双向速率均可达调制器最高调制速率的全双工空间通信，并可根据需要在基站用波分复用提升空间通信数据量。本发明在减小终端设备技术复杂度和功耗的同时，实现了高速率的空间双向传输，满足了现阶段空间激光通信技术发展的需要。

本发明采用的技术方案是包括基站和终端：

所述的基站包括第一连续激光器、第二连续激光器、第三连续激光器、第n连续激光器、第一偏振控制器、第二偏振控制器、第三偏振控制器、第m偏振控制器、光合束器、第一信号源、第一电光调制器、第一光环形器、第一空间-光纤耦合装置、第一光学天线、第三光滤波器、第二光衰减器和第二接收端模块；第一连续激光器、第二连续激光器、第三连续激光器、…、第n连续激光器发出的激光分别经各自的第一偏振控制器、第二偏振控制器、第三偏振控制器、…、第m偏振控制器后通过光合束器输入到第一电光调制器中，第一电光调制器与第一信号源通过电缆连接，第一电光调制器的输出端连接到第一光环形器的第一端口，第一光环形器的第二端口连接到第一空间-光纤耦合装置通过光纤连接，第一空间-光纤耦合装置和第一光学天线通过空间光耦合连接，第一光环形器的第三端口依次经过第三光滤波器、第二光衰减器后与第二接收端模块连接。

所述的终端包括第二光学天线、第二空间-光纤耦合装置、第二光环形器、光放大器、第一光滤波器、光耦合器、第二光滤波器、第一光衰减器、第一接收端模块、第四偏振控制器、第二信号源和第二电光调制器；第二光学天线的输出端和第二空间-光纤耦合装置通过空间光耦合连接，第二空间-光纤耦合装置连接到第二光环形器的第二端口，第二光环形器的第三端口依次经过光放大器、第一光滤波器后连接到光耦合器的输入端，光耦合器的一个输出端依次经第二光滤波器、第一光衰减器后连接到第一接收端模块，光耦合器的另一个输出端经第四偏振控制器后输入到第二电光调制器中，第二电光调制器与第二信号源通过电缆连接，第二电光调制器的输出端连接到第二光环形器的第一端口。

本发明尤其适用于在空间信道中传输，能在空间信道中很好的完成全双工空间高速率通信。空间信道具体实施是指大气介质。

所述的基站和终端分别置于空间信道的两边，从基站发出的信号通过第一空间-光纤耦合装置耦合成自由空间光，然后从第一光学天线出射到空间信道，并经空间信道传输后再到终端的第二光学天线被接收；从终端发出的信号通过第二空间-光纤耦合装置耦合成自由空间光，然后从第二光学天线出射到空间信道，并经空间信道传输后再到基站的第一光学天线被接收。

本发明的第一光环形器和第二光环形器中，第一端口输入会耦合连接到第二端口输出，第二端口输入会耦合连接到第三端口输出，第三端口输入不耦合连接到第一端口输出。