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高速空间激光通信系统组成

2013.03.22 569 字号
  高速空间激光通信系统在通信双方间有2个光路,其中,信号光用于传输高速数据信标光用于APT系统进行对准。超高速激光通信系统工作过程主要分为4个步骤:系统预热、捕获过程、跟踪与瞄准过程和数据传输。因此,高速空间激光通信系统还需要输入通信双方的初始位置信息,用于捕获与跟踪。
 
  在实际应用中,高速空间激光通信系统作为星间链路使用时,需要克服的问题主要是太阳光为地球表面的云层、积雪和海洋反射所产生的强烈背景辐射;作为星地链路使用时,需要克服的主要问题是激光穿越大气层引起的衰减严重和大气信道随机性问题。高速空间激光通信系统部署在空天信息网中时,2个重要问题是:
 
  1、节点运动
 
  空天信息网中的所有节点都处于有规律的高速运动(轨道运动),因此节点的位置可以根据初应用光学胡鹤飞等高速空间激光通信系统在空天信息网中的应用始位置和轨道信息进行计算。因此,需要在APT分系统中增加对轨道信息的处理能力。
 
  2、与组网载荷的集成
 
  组网载荷的功能是控制链路进行组网,还可以包括数据交换与数据路由。高速空间激光通信系统作为通信物理层,必须与组网载荷高效集成,构成完整的协议栈。

  二、高速空间激光通信系统在空天信息网的应用
 
  1、工作机制
 
  空天信息网的节点包括天基网络节点与空基网络节点,决定节点所部署链路的因素很多,主要有平台能力、节点功能、运动速度与轨道高度等。根据空天信息网节点类型与链路特点,高速空间激光通信系统可部署在GEO轨道节点,MEO轨道节点与邻近空间节点上,主要为这些相对稳定节点之间提供同轨面的高速数据传输。
 
  装载了高速空间激光通信系统的2个节点在通信分系统进行数据传输前,需要由APT分系统对对方进行跟踪与锁定。因此,组网载荷需要向高速空间激光通信系统输入对方节点的位置信息,供APT分系统使用。完整的位置信息应包括对方节点的三维位置、节点姿态、轨道参数等。
 
  空天信息网网络节点间必须建立安全可信的网络连接。因此,除了APT分系统需要输入的位置信息,在APT分系统工作前,空天通信网的节点还必须与对方节点建立系统级的可信关系,即通信节点双方互相进行安全认证以保证对方节点可以安全地访问。因此,组网载荷启动高速空间激光通信系统进行工作前,需要考虑利用其他的通信链路交换信息。这些信息包括对方节点的身份信息和位置信息等交换这些信息的通信链路可被定义为控制链路。
 
  在进行实际部署前,我们不需要指定这条控制链路具体采用什么通信技术,但这条控制链路的一些技术需求如下:
 
  采取全向天线,并覆盖尽可能大的面积;
 
  无信道竞争保证控制信息传送;
 
  提供控制信息传输所需的最低速率。
 
  满足上述技术要求的通信链路可以考虑作为控制链路使用,例如战术数据链系统。因此,空天信息网络中使用高速空间激光通信系统的网络节点至少装备有两种类型的通信载荷,分别是高速空间激光通信系统载荷和某低速控制链路载荷。(以上有金属激光切割机编辑整理自网络,详情见www.gnlaser.com)