[实用新型]水下抗湍流高速光孤子通信系统

说明书

水下抗湍流高速光孤子通信系统，属于无线通信技术领域，为解决现有的水下激光通信系统存在的通信距离短、抗海洋湍流效应差、难以达到长距离高速率通信的问题，该系统为数据源通过电缆连接孤子激光器，孤子激光器输出端与光纤放大器一、ASE滤波器、光纤放大器二依次为光纤连接，光纤放大器二的输出端光纤端面位于准直透镜的焦点处，LBO倍频晶体与准直透镜、光学发射天线同轴准直放置；光学接收天线与光学发射天线同轴对准，海水池位于光学发射天线和光学接收天线之间；会聚透镜与光学接收天线同轴准直放置，光电探测器位于会聚透镜焦点处；光电探测器、滤波器和解调器依次电缆连接；该系统在海水信道高速长距离通信领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本实用新型属于无线通信技术领域，具体涉及基于光孤子抗干扰特性的水下高速远距离无线通信系统。

背景技术

水下无线通信(UWOC)是指通过使用无线载波即无线电波，声波和光波在无导向的水环境中传输数据,与无线电通信和水声通信相比，UWOC具有更高的传输带宽，从而提供更高的数据速率。由于这种高速传输优势，UWOC近年来引起了相当的关注，波长在400nm到580nm之间的光波在海水中衰减比较小，称为“蓝绿窗口”，目前UWOC系统中大多采用蓝绿激光器直接调制，信号多使用矩形和高斯形脉冲，大量实验显示此类系统满足不了长距离的通信要求，现有水下激光通信速率满足Gbps量级时，通信距离在几十米范围。。为此在保持高速通信的同时追求更远的通信距离是不可避免的趋势。

文献：Liu,Xiaoyan,et al.34.5m Underwater optical wirelesscommunication with 2.70Gbps data rate based on a green laser with NRZ-OOKmodulation.Solid State Lighting:International Forum on Wide BandgapSemiconductors China(SSLChina:IFWS),2017 14th China International Forumon.IEEE,2017.，其结构如图1所示，具体结构为网络分析仪1产生时钟信号驱动脉冲产生器2得到伪随机序列注入偏置器3，而偏置器3通过直流源4调节直流偏置。伪随机序列经过偏执器控制520nm激光器5产生调制后的光信号。光信号经过发射透镜组6准直发射后，再经过水池并通过接收透镜组8接收汇聚到APD光电探测器9的靶面上。通过光电转换后得到电信号与脉冲产生器2产生的时钟信号一起注入误码仪10和信号示波器11进行误码率和波形的测量。该系统利用520nm激光器直接调制的方法，并采用NRZ-OOK调制，实现了高速率远距离激光通信。不过该装置的速率受到直接调制方式的限制，通信速率再提高比较困难。所用的调制格式在海洋湍流中容易出现变形，存在数据传输距离近等问题，无法适应高速率远距离通信等领域的发展。

实用新型内容

本实用新型为解决现有的水下激光通信系统存在的通信距离短、抗海洋湍流效应差、难以达到长距离高速率通信的问题，提出了一种基于1064nm孤子激光器的水下抗湍流高速光孤子通信系统

本实用新型技术方案如下：

水下抗湍流高速光孤子通信系统，其特征是，其包括数据源、孤子激光器、光纤放大器一、ASE滤波器、光纤放大器二、准直透镜、LBO倍频晶体、光学发射天线、海水池、光学接收天线、会聚透镜、光电探测器、滤波器和解调器；

数据源通过电缆连接孤子激光器，孤子激光器输出端与光纤放大器一、ASE滤波器、光纤放大器二依次为光纤连接，光纤放大器二的输出端光纤端面位于准直透镜的焦点处，LBO倍频晶体与准直透镜、光学发射天线同轴准直放置；光学接收天线与光学发射天线同轴对准，海水池位于光学发射天线和光学接收天线之间；会聚透镜与光学接收天线同轴准直放置，光电探测器位于会聚透镜焦点处；光电探测器、滤波器和解调器依次电缆连接。