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空间激光通信网络中的全光数据合路技术研究 被引量：1
1
作者 郏帅威 汪伟 +1 位作者 谢小平 黄新宁 《遥测遥控》 2022年第4期70-79,共10页
针对空间激光通信网络接入节点多路激光链路传输需求,基于高非线性光纤中四波混频参量效应,并结合色散控制,开展全光合路处理技术研究。采用VPI 10.0模拟平台构建了时间透镜全光合路系统,验证了4路速率为10 Gbps的差分相移键控DPSK(Diff... 针对空间激光通信网络接入节点多路激光链路传输需求,基于高非线性光纤中四波混频参量效应,并结合色散控制,开展全光合路处理技术研究。采用VPI 10.0模拟平台构建了时间透镜全光合路系统,验证了4路速率为10 Gbps的差分相移键控DPSK(Differential Phase Shift Keying)信号光以及通断键控调制OOK(On-Off Keying)和DPSK混合制式信号光的全光合路可行性,并对全光合路技术实现中色散、光功率等关键参数对系统性能的影响进行了分析,为实际系统的设计和应用提供数据支撑。所提出的全光合路技术具有数据处理带宽大、通信制式兼容且系统复杂度低等优点,可有效降低空间激光通信网络的资源需求与载荷成本,为下一代空间激光骨干网的发展与全面应用提供有效技术支撑。 展开更多
关键词 空间激光通信网络 全光数据合路 四波混频 时间透镜
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空基激光通信研究进展和趋势以及关键技术 被引量：11
2
作者 郑运强 刘欢 +8 位作者 孟佳成 王宇飞 聂文超 武军霞 蔚停停 魏森涛 袁站朝 汪伟 谢小平 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期387-399,共13页
激光通信以其带宽大、保密性好、无频谱限制等特点成为构建空天地海全域网络高速通信有效技术途径。相较天基而言,搭载在气球、飞艇、无人机、飞机等平台的空基激光通信系统以其灵活性好、成本低、可维修等特点,成为高保密军用战术网络... 激光通信以其带宽大、保密性好、无频谱限制等特点成为构建空天地海全域网络高速通信有效技术途径。相较天基而言,搭载在气球、飞艇、无人机、飞机等平台的空基激光通信系统以其灵活性好、成本低、可维修等特点,成为高保密军用战术网络、救灾应急网络、商用低成本网络的首选。详细介绍了美国、德国、法国、中国等空基激光通信技术最新研究进展和主要项目的参数指标,总结了一对多、轻量化、高带宽等发展趋势和面临的大气信道复杂、背景噪声严重等技术挑战,提出了高动态捕跟、高密度集成、高灵敏度接收等关键技术措施,为空基激光通信技术研究和工程项目研制提供参考。 展开更多
关键词 空基激光通信 机载激光通信 自由空间光通信 大气激光通信
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下一代空间激光骨干网络全光处理技术
3
作者 陆红强 汪伟 +1 位作者 黄新宁 刘建伟 《遥测遥控》 2022年第6期56-63,共8页
构建以高速激光链路为传输主体的空间激光骨干网络,是保障空间数据高速传输、提升信息共享率与时效性、实现信息服务网络全球覆盖的重要技术手段。空间数据容量的快速增加要求网络节点处数据处理带宽与之相适应且具备一定扩展性和兼容... 构建以高速激光链路为传输主体的空间激光骨干网络,是保障空间数据高速传输、提升信息共享率与时效性、实现信息服务网络全球覆盖的重要技术手段。空间数据容量的快速增加要求网络节点处数据处理带宽与之相适应且具备一定扩展性和兼容性。由于空间激光骨干网络节点较少、数据快速传输的特点,围绕我国下一代空间激光骨干网络节点处高带宽、低延迟的数据处理需求,基于交叉相位调制XPM和四波混频FWM两种光学三阶非线性效应分析并讨论了骨干节点处高速激光链路的交换/组播、制式转换及中继/再生全光数据处理技术,为我国下一代空间信息网络建设及高速激光链路的全面应用提供支撑。 展开更多
关键词 空间激光骨干网络 三阶光学非线性效应 全光处理
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水下湍流中温度、盐度对光学系统成像质量影响分析 被引量：1
4
作者 孙枢为 王昊 +3 位作者 汪伟 李鹏 康福增 谢小平 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期36-47,共12页
针对湍流对水下成像系统的影响,基于Yao折射率起伏功率谱,推导了平面波的波结构函数,完善了水下光学成像模型,其优势在于将难以测量的微观参量如动能耗散率和温度耗散率,用平均温度和平均盐度等宏观参量代替。数值仿真了不同平均温度与... 针对湍流对水下成像系统的影响,基于Yao折射率起伏功率谱,推导了平面波的波结构函数,完善了水下光学成像模型,其优势在于将难以测量的微观参量如动能耗散率和温度耗散率,用平均温度和平均盐度等宏观参量代替。数值仿真了不同平均温度与平均盐度条件下水下湍流通过改变波前,进而对成像系统调制传递函数产生影响。仿真结果表明,平均温度与平均盐度升高,均会造成系统成像质量下降,进一步研究发现平均盐度增加,不同空间频率的调制传递函数值均线性下降,且下降幅度基本一致;随着平均温度升高,调制传递函数值线性下降,且高频成分的调制传递函数值下降得更快。为验证成像模型的正确性,设计搭建了3 m长的水下光学成像实验平台,利用相机记录分辨率板透过湍流的成像情况,得到不同平均温度与平均盐度条件下的调制传递函数曲线。对比实验与仿真结果发现,在平均温度10℃~30℃与平均盐度0 ppt~30 ppt范围内,对比度随平均温度与平均盐度变化趋势相同。该研究对水下光学成像系统的设计优化及水下图像处理具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 水下湍流 折射率起伏功率谱 波结构函数 调制传递函数 温度 盐度
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面向卫星互联网的星载光交换技术 被引量：3
5
作者 孟佳成 谢宁波 +5 位作者 白兆峰 朱嘉轩 武军霞 高铎瑞 汪伟 谢小平 《天地一体化信息网络》 2022年第2期47-55,共9页
随着卫星遥感、大数据超算中心、视频战场、6G移动通信等超高速大容量信息传输需求日益提高,以激光取代传统微波作为信息载体的卫星通信技术发展成为趋势,这也是解决微波通信带宽瓶颈和缓解频谱资源紧张的有效手段。未来需要构建全球覆... 随着卫星遥感、大数据超算中心、视频战场、6G移动通信等超高速大容量信息传输需求日益提高,以激光取代传统微波作为信息载体的卫星通信技术发展成为趋势,这也是解决微波通信带宽瓶颈和缓解频谱资源紧张的有效手段。未来需要构建全球覆盖的卫星互联网,提供地面光纤网络所不具备的能力(大覆盖率、低时延、人口稀少地区服务、无地理障碍等)。对于未来卫星节点超高速大容量信息处理来说,星载光交换技术是关键与核心。首先,介绍基于激光通信的卫星互联网发展脉络,分析面向卫星互联网的星载光交换技术的重要性,重点对星载光交换技术进行细致地分类对比、体制及信息处理模式研究,展示潜在的技术方案。然后,针对光交换核心器件特性和应用方案进行分析研究,希望为下一代卫星互联网技术研究提供借鉴与参考。 展开更多
关键词 卫星互联网 星载光交换 核心光电器件
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基于啁啾管理激光器的直接调制RZ-DPSK信号产生技术研究 被引量：4
6
作者 马榕 高铎瑞 +5 位作者 魏森涛 谢壮 汪伟 郏帅威 白兆峰 谢小平 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第13期77-83,共7页
利用啁啾管理激光器的啁啾效应实现了光信号的直接相位调制,无需差分编码,也无需外部调制器。分析了利用频率啁啾产生归零差分相移键控(RZ-DPSK)光信号的原理,搭建了基于啁啾管理激光器的2.5 Gb/s RZ-DPSK激光通信系统,同时将该系统与基... 利用啁啾管理激光器的啁啾效应实现了光信号的直接相位调制,无需差分编码,也无需外部调制器。分析了利用频率啁啾产生归零差分相移键控(RZ-DPSK)光信号的原理,搭建了基于啁啾管理激光器的2.5 Gb/s RZ-DPSK激光通信系统,同时将该系统与基于LiNbO_(3)外调制的通信系统进行了性能对比。实验结果表明:当前向纠错极限误码率为10^(-3)时,直接调制RZ-DPSK系统的接收灵敏度为-48.1 dBm,与传统外调制方式的灵敏度相当,而且该系统可以有效降低发射端的体积和功耗,结构也更加简单紧凑。 展开更多
关键词 光通信 啁啾管理激光器 啁啾效应 相位调制 归零差分相移键控
原文传递
深空激光通信发展现状与趋势分析(封面文章·特邀)
7
作者 高铎瑞 孙名扬 +4 位作者 何明泽 郏帅威 谢壮 姚斌 汪伟 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期1-20,共20页
深空探测是人类探索宇宙和理解宇宙的基础,是科学研究的前沿领域之一。深空通信是横跨星际的信息之桥,将遥远的深空航天器与地球连接在一起,是指引深空探测任务顺利完成的路标。以激光为载波的通信系统具有通信速率高、体积小和质量轻... 深空探测是人类探索宇宙和理解宇宙的基础,是科学研究的前沿领域之一。深空通信是横跨星际的信息之桥,将遥远的深空航天器与地球连接在一起,是指引深空探测任务顺利完成的路标。以激光为载波的通信系统具有通信速率高、体积小和质量轻等特点,已成为深空通信未来发展的主要方向,也成为国际上近年来的研究热点。文中归纳了深空激光通信技术的特点,详细介绍了国内外深空激光通信技术领域的发展脉络、最新研究进展和未来发展规划,并分析了深空激光通信的发展趋势,归纳出涉及到的关键技术,最后进行了总结与展望。为我国深空激光通信和星际激光通信网的发展提供一定的借鉴和参考。 展开更多
关键词 深空激光通信 激光通信终端 空间光通信 卫星通信 深空探测
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卫星激光通信发展现状与趋势分析(特邀) 被引量：29
8
作者 高铎瑞 谢壮 +5 位作者 马榕 汪伟 白兆峰 郏帅威 邵雯 谢小平 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1-21,共21页
卫星激光通信凭借其宽带宽以及无电磁频谱约束等特点,成为解决卫星微波通信带宽瓶颈和缓减卫星频谱资源紧张,实现卫星高速通信的有效手段。本文介绍了卫星激光通信的系统组成及特点,分析了国内外卫星激光通信技术领域的发展脉络、最新... 卫星激光通信凭借其宽带宽以及无电磁频谱约束等特点,成为解决卫星微波通信带宽瓶颈和缓减卫星频谱资源紧张,实现卫星高速通信的有效手段。本文介绍了卫星激光通信的系统组成及特点,分析了国内外卫星激光通信技术领域的发展脉络、最新研究进展和未来发展规划。结合未来空间网络与深空探测需求,从高速化、深空化、集成化、网络化、全光化五个方面总结了未来发展趋势,并对未来涉及的关键技术进行了讨论,为我国卫星激光通信技术研究提供借鉴和参考。 展开更多
关键词 卫星激光通信 深空光通信 空间全光网络 空间光通信 卫星通信
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蒙特卡洛法仿真激光在水下信道中的传输特性 被引量：2
9
作者 韩笑天 廖佩璇 +6 位作者 李鹏 汪伟 谢小平 李怀亮 魏佳广 冯晓伟 徐善志 《光通信研究》 2023年第4期53-59,共7页
针对海洋港湾海水强吸收和高散射的特性,文章利用蒙特卡洛方法仿真研究了激光在浑浊港湾海水中的传输特性。文章在一定的光波长、光能量和发散角下,量化分析了水质参数和传输距离对激光的功率、脉冲响应以及光斑质量的影响。研究结果表... 针对海洋港湾海水强吸收和高散射的特性,文章利用蒙特卡洛方法仿真研究了激光在浑浊港湾海水中的传输特性。文章在一定的光波长、光能量和发散角下,量化分析了水质参数和传输距离对激光的功率、脉冲响应以及光斑质量的影响。研究结果表明,激光在浑浊港湾海水中传输时,随着衰减长度的增加,光功率的衰减特性保持一致,且光功率的衰减速度不符合比尔定律所描述的线性关系。在相同的水质条件下,光脉冲的宽度和光斑的尺寸随着传输距离的增加而增大,但是当传输距离从20个衰减长度传输至30个衰减长度时,光脉冲宽度基本不变,光脉冲展宽量的变化小于1 ns,此时光斑尺寸持续增大。另外,在相同的衰减长度处,光脉冲和光斑的展宽量随着水质衰减系数的增大而减小。 展开更多
关键词 水下无线光传输 蓝绿光 蒙特卡洛 脉冲响应 光斑变化
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