[发明专利]一种应用于多波长自由匹配激光通信中的波长自适应匹配终端、系统以及方法

说明书

一种应用于多波长自由匹配激光通信中的波长自适应匹配终端、系统以及方法，属于激光通信技术领域。本发明解决了现有多波长匹配通信网系统的激光通信终端中波长无法完成自由配对的问题。所述终端包括多波长发射模块和多波长接收模块，所述多波长发射模块能够发射至少两个波长的激光信号，所述多波长接收模块能够接收至少两个波长的激光信号，并且，所述多波长接收模块能够接收多波长发射模块发射的任意一种波长的激光信号，所述多波长接收模块能够根据接收到的激光信号获取其波长数据，并将该波长数据发送给多波长发射模块，所述多波长发射模块能够根据所述接收到的波长数据发射相应波长的激光信号。

技术领域

本发明涉及激光通信技术领域，具体涉及一种应用于多波长自由匹配激光通信中的波长自适应匹配终端、系统以及方法。

背景技术

空间激光通信具有通信速率高、抗干扰能力强的特点，但由于通信激光束散角较小，为了保证双工通信时系统自身收发的隔离度，激光通信系统的收发激光多采用同波段异波长的配置方式，结合对应波长的窄带滤光片实现系统的收发隔离，这要求通信双方接收和发射的激光波长要严格对应，造成两台通信终端具有严格的波长匹配关系。所以，在实际应用中很多场景要求两台或多台激光通信终端间要具有双工通信能力，以实现一点可对不同节点进行通信。

因此，现有的多波长匹配通信网系统存在以下缺陷为：无法实现任意通信网系统间的波长匹配，即无法完成自由配对通信。

综上因素，虽然现有的多波长匹配通信网系统可以实现激光通信的目的，但仍无法完成自由配对通信。

因此，在现有技术中，针对现有的多波长匹配通信网系统的激光通信终端中波长无法完成自由配对，例如：专利文献CN112543059A公开了“一种共接收光路无线激光通信组网天线”，通过共用光学单元将多个跟踪瞄准单元和通信与探测单元连接，根据通信目标的空间位置和通信波长，灵活匹配跟踪瞄准单元和通信与探测单元，实现同多个目标同时通信。该专利文献所述技术方案仅仅能够解决跟踪瞄准单元和通信与探测单元匹配的问题，没有明确提出激光通信无法完成自由配对通信的技术方案。专利文献CN113839714A公开了“一种通信光收发一体的空间激光通信终端”，采用通信光代替信标光，实现收发共光路，实现了收发光路结构的大大简化。该专利文献能够大大简化收发光路结构，其技术方案也不能够给出针对激光通信无法完成自由配对提出解决方案。

现有技术中，曾经冯轶斌等人在2001年08月发表了论文“多波长全光环网路由寻径和波长分配算法”中，针对有线光通信系统提出一种多波长的相关技术，主要是根据已知光信号波长的前提下，通过匹配算法获得发射和接收的激光波长，然后通过控制方法控制接收和发射端同时切换成相匹配的波长下实现通信。但是，该方法需要首先获得通信用的光波长，然后再通过匹配算法来获得通信时发射和接收端的波长，最后同步控制二者的波长。首先，该方法仅仅适用于有线光通信系统、不适用于无线通信系统；其次，该方法需要先获知通信用的波长；最后，该方法需要复杂的算法来获得发射和接收端的波长。

在自由组网的无线激光通信系统中，为了保证任意两个终端可随时进行激光通信，终端需配备至少两种激光收发波长组合，激光通信和接收采用不同的波长，通过两个终端选取各自的激光收发波长组合使两终端间的接收和发射波长一致，实现全双工通信，同时保证自身终端通信收发隔离度。由于一般两激光通信终端间除激光链路外不存在其他辅助通信链路，所以在激光通信链路建立前，两个通信终端间无法进行信息传输，无法获知对方的波长组合状态也就无法确定自身收发激光的波长组合，这造成两个终端间无法进行激光链路建链，也就无法通信。因此，具有多个波长组合的自由组网激光通信系统中，如何实现系统在无辅助通信下的波长自适应匹配成为其通信链路建立的核心关键问题，也是系统是否可以实现激光通信的前提条件。

发明内容

本发明解决了现有的多波长匹配通信网系统的激光通信终端中波长无法完成自由配对的问题。