[发明专利]高带宽光通信中继器有效负载

权利要求书

1.一种自由空间光通信系统，包括：

多个光学扩束器，所述多个光学扩束器用于从地面站点和邻近卫星接收输入的光信号；

多个光学前置放大器，所述多个光学前置放大器用于对所述接收的光信号前置放大；

一个或多个光学主放大器，所述一个或多个光学主放大器用于对所述前置放大的光信号进行放大；和

光学开关，所述光学开关用于通过各个光学扩束器将各个经过放大的光信号发送到相应的目的站，

其中，各个放大的光信号被输入到相应的光学扩束器，以用于作为输出的光信号传送到所述相应的目的站。

2.根据权利要求1所述的系统，还包括：

光学复用器，所述光学复用器用于将所述前置放大的光信号合并，并将合并后的光信号输出到单个光学主放大器，所述光学主放大器用于放大所述合并后的光信号；和

去复用器，所述去复用器用于对用于输出到所述光学开关的所述放大和合并的光信号进行去复用。

3.根据权利要求1所述的系统，还包括：

多个光学功率放大器，所述多个光学功率放大器光学耦合到所述光学开关，且各个光学功率放大器用于对所述输出的光信号进行放大。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述光学前置放大器、所述光学主放大器和所述光学功率放大器中的每一个都包括一个或多个光学过滤器，以降低从前一阶段接收的光信号中包括的信号噪声。

5.根据权利要求3所述的系统，其中，所述光学前置放大器、所述光学主放大器和所述光学功率放大器从一个群组中选择，所述群组由掺铒光纤放大器(EDFA)、平面型波导(EDFA)、半导高纵横比芯(SHARC)纤维激光器和拉曼放大器中的一个或多个组成。

6.根据权利要求3所述的系统，其中，所述光学前置放大器、所述光学主放大器和所述光学功率放大器为低噪音放大器，使得光信号中的光子散粒噪声是主要的噪声源。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，四个光学扩束器用于与两个最近的邻近卫星和两个下一个最近的邻近卫星进行光通信，其中所述两个最近的邻近卫星分别位于两侧，所述两个下一个最近的邻近卫星分别位于两侧。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，用于与地面站点光通信的所述多个光学扩束器中的每一个被设置为使用密集波分复用(DWDM)为每个地面站点提供具有至少100Gbps带宽容量的双向链接。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，用于与地面站点光通信的所述多个光学扩束器中的每一个进一步被设置为使用极化和波长多样性中的一个或多个来隔离双向链接中的两个数据流。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个光学扩束器中的一个或多个通过光通信与所述地面站点相连接，并且被设置成当所述卫星经过给定地面站点时追踪所述给定地面站点的至少两个地面终端并向对卫星有最清晰视线的地面终端传送数据，其中所述自由空间光通信系统设置在所述卫星中。

11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述输入的光信号和所述输出的光信号位于C波段光谱波段或者L波段光谱波段中。

12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述输入的光信号和所述输出的光信号被光学变形和重相。

13.根据权利要求1所述的系统，其中，通过光通信与地面站点相连接的所述多个光学扩束器能够向所述地面站点提供至少800Gbps的双向吞吐量。

14.根据权利要求1所述的系统，其中，通过光通信与邻近卫星相连接的所述多个光学扩束器能够向所述邻近卫星提供至少1,600Gbps的双向吞吐量，并且能够由所述邻近卫星提供至少1,600Gbps的双向吞吐量。

15.根据权利要求1所述的系统，其中，所述光学开关被设置为用于从地面操作中心接收一个或多个开关命令，以配置光学数据路径和保持所需地面站点之间的不间断的连接。

16.根据权利要求1所述的系统，还包括：

一个或多个激光器，所述激光器被设置为用于放大所述光信号中的一个或多个。