近年来,空间激光通信技术已经从试验、试用阶段逐渐向应用阶段迈进。从现有的技术状态看,制约激光通信发展的光跟瞄、相干光通信、激光器等相关技术已经取得了长足进步,具备了实现点到点通信的能力,即将实现空间的组网应用。
目前存在的技术瓶颈是星地激光通信链路,是空间激光通信网络的关键,必须尽早打通,从而实现空天地一体化的宽带骨干网。由于大气信道的影响,不论是直接探测通信还是相干探测通信的性能都会受到严重影响,这是该项技术未能实现真正突破的原因。我们也应该看到,星地激光通信的最难点在于实现星地的双向对称数据交换,这是目前光通信研究的空白点。但只有这个技术实现突破,才能够真正开始谈空天地一体化的问题。
目前,远距离、高码率空间激光通信均选择了相干激光通信体制。因此,为了与空间网络实现兼容,星地也应该选择相干通信体制。克服大气湍流最可行的方案是采用DPSK调制/零差相干探测方案,但这种方案的最大问题是通信速率变化困难。本文提出了一种全新的通信体制,即正交偏振相位调制/零差相干探测的技术方案。该方案区别于其他通信体制,其最显著的特点就是采用双光束发射方案,两束光经历了相同的信道干扰,因此可以在接收端将干扰相互抵消,实现了接收端的最简化,同时将锁相放置在发射端,降低了锁相的难度。同时,该方案还具备与多波长、大口径等克服大气湍流手段相融合的潜力。
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