[发明专利]高速激光-微波链路串并转换方法

说明书

本发明提供了一种高速激光‑微波链路串并转换方法，解决现有激光链路与微波链路速率不匹配问题。该方法包括以下步骤：1)高速光信号降速，1.1)M Gbps高速NRZ光信号转换成电信号；1.2)电信号进入时钟数据恢复单元恢复出M Gbps数据和M/2 GHz时钟信号；1.3)M Gbps数据经马赫‑增德尔调制器重新调制到光载波上转换为M Gbps光信号；1.4)第一双输出马赫‑增德尔调制器对M Gbps光信号奇偶信道的选择分离，输出2路高隔离度、低串扰的M/2 Gbps RZ光信号；步骤二、判断降速后输出光信号的数据速率是否小于等于降速输出信号的最大值A；若不满足继续降速，直至满足条件；降速后的2^N路M/2^N Gbps RZ信号进入D触发器，输出2^N路M/2^N Gbps NRZ信号。

技术领域

本发明属于空间激光通信技术，具体涉及一种高速激光-微波链路串并转换方法。

背景技术

随着信息技术和空间技术的迅速发展，空间、临近空间各种飞行器所获取和需要传输处理的信息量正呈现爆炸式地增长。预计到2020年合成孔径雷达的数据率将达到60Gbps，而超光谱成像仪的数据率将高达100Gbps，对以卫星通信为核心网络的天基信息传输系统的带宽、容量、可靠性等提出了更高的要求。相较于微波通信方式，卫星激光通信具有频带宽、天线尺寸小、体积小、重量轻、功耗低、保密性好、抗干扰能力强、无频率监管的限制等优点，可以满足未来天空地一体化信息传输系统对高速率、大容量、多业务信息传输和处理的需求。

目前，世界上空间激光通信都是点对点，严重影响了通信中继、组网和应用。卫星激光通信组网即通过高速的激光信息传输链路将多个卫星联系起来，建立一个空间信息传输的主干卫星网络。空间卫星、飞行器、探测器等无需与地面站直接建立单一的信息通道，只需传输到就近的某个主干卫星网络节点，然后通过主干卫星网络将获取的信息传输回地面。由于主干卫星网络的广域覆盖性，使得不同空域的各种卫星、飞行器、探测器等获取的信息都能够通过主干卫星网络传输，由网络选择最优的路径传回地面站或实现空间平台间共享，从而能够实现实时信息传输。因此，建立卫星激光交换网络，实现实时性、全球性、大容量的信息传输和交换，将成为卫星通信技术发展的必然趋势。

由于激光通信光学地面站只能在一定区域内建立，卫星与地面站之间的通信受大气、地理条件等因素的限制，单纯采用激光通信方式建立卫星与卫星、卫星与地面站之间的点对点传输链路，无法实现全天候、实时性的信息传输。单一传输通道也降低了传输链路的可靠性，传输链路中某个器件出现问题，就会造成整个传输链路的中断。因此，建立一种能够保障卫星实现高速、实时性、全球性的信息传输手段，成为卫星通信中的关键技术。

激光与微波链路混合传输既能保证激光信号的高速率，又能保证微波信号的高可靠性。但是激光链路与微波链路速率并不匹配，通常微波链路的传输速率最高可以达到Gbps，而高速激光链路速率通常在几十Gbps，从而无法直接实现激光链路到微波链路的高速数据转换传输，必需对高速激光链路进行降速处理。现有在电域内实现高速信号串并转换技术已较为成熟，但由于电子逻辑芯片的“速率瓶颈”问题，对于速率较高的激光信号难以实现转换。

发明内容

为了解决现有激光链路与微波链路速率不匹配，对于速率较高的激光信号在电域内难以实现转换的技术问题，本发明提供了一种高速激光-微波链路串并转换方法。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种高速激光-微波链路串并转换方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤一、高速光信号首次降速

1.1)M Gbps的高速NRZ光信号经光电转换成电信号，其中，M＞0；

1.2)转化后的电信号进入时钟数据恢复单元，经时钟数据恢复单元恢复出M Gbps数据和M/2GHz时钟信号；