System Configuration

DPSK大气激光通信实验系统

实验系统配置

发射端系统 接收端系统
窄线宽(DFB)激光器 滤波器
相位调制器 平衡探测器
差分编码器 马泽干涉仪
掺铒光纤放大器 光滤波器
光纤空间耦合器 光学接收天线
光学发射天线 透射式空间光调制器

系统原理

整个系统的工作流程,在发射端通过差分相移键控特有的预编码得到电信号加载到马赫增德尔调制器上,通过调制曲线将波形信号以相位变化的形式加载到光信号上再通过掺铒光纤放大器对信号光进行放大后通过卡式系统光学天线发射出去,通过大气链路的中介发射到地面终端,在终端被同样一个卡式系统光学天线所接受后缩束并通过光滤波器对光信号进行背景光降噪处理,随后通过马泽干涉仪的两路其中一路将有一比特延迟,随后两路信号光在发生相干涉,从而将相位信息从相长与相消端以幅度信息表示出来,两路幅度信号被平衡探测器中从而将光信号转换为电信号,电信号通过低通滤波器后再处理数据,从而还原原始信号。

研究现状

随着科技信息发展,射频通信已经不能满足数据传输性能的要求,自由空间光通信(FSO)由于其更高载频及高数据传输率受到越来越多学者的关注。FSO以激光束作为载体媒介在大气信道中传输数据,因而无可避免地受到大气湍流及大气衰减等因素影响;由于激光光束较窄,发射机和接收机之间由于未校准产生的瞄准误差同样会影响通信性能,因此大气湍流和瞄准误差是制约自由空间光通信发展的重要因素。近年来,大量的国内外学者均开展了有关大气扰动对通信性能影响等相关研究。大气湍流会引起光学折射率的随机起伏,导致光波的相位和振幅产生随机变化。DPSK调制相干探测具有更好的灵敏度,充分利用相位信息,DPSK调制技术可以很好地抑制大气湍流而且可以避免倒相现象发生。因此,DPSK调制方式更加适合大气信道。液晶空间光调制器(LC-SLM)具有高像素密度、大面积、无热量产生、相位调制范围大、模拟参数重复性极好、编程实时控制等优越性能 用来制作大气湍流模拟器十分理想 且可以解决湍流池的缺点。

潜在应用


  • (1)根据无线光通信与声光效应理论,选取合适的调制器与激光光源等光电器件,探讨对比不同的数字调制方法;

    (2)选择合理的数字调制解调方法与声光调制器结合构建切实可行的无线光通信技术,提高通信质量,建立具有实用价值的点对点无线光通信系统;

    (3)研究造成自差探测通信系统接收性能下降的影响因素,分析系统对于这些影响因素的容忍度;分析研究光通信系统的关键技术,测试其性能并进行相应改进,完善系统平台;

    (4)模拟大气湍流对光通信质量的影响,研究不同模拟湍流强度下激光通信误码率的响应关系。


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