星间相干光通信技术的发展历程与趋势doc

FFFMMMPh⊙t⊙nics—————深圳市飞米激光技术有限公司—————地址：广东深圳市福田区车公庙泰然九路盛唐商务大厦西座1106室Te:0755-83256610/83255290/83255291Fax:[phone]E-mail:[e-mail]体体体制制制进进进行行行了了了对对对比比比分分分析析析，，，总总总结结结了了了相相相干干干体体体制制制应应应用用用于于于卫卫卫星星星光光光通通通信信信的的的优优优势势势。。。介介介绍绍绍了了了国国国内内内外外外星星星间间间相相相干干干光光光通通通信信信的的的研研研究究究历历历程程程、、、目目目前前前的的的技技技术术术水水水平平平和和和发发发展展展趋趋趋势势势。。。关关关键键键词词词星星星间间间光光光通通通信信信相相相干干干体体体制制制综综综述述述111、、、引引引言言言理理理论论论上上上，，，与与与RRRFFF载载载波波波相相相比比比，，，光光光载载载波波波在在在卫卫卫星星星通通通信信信中中中具具具有有有极极极强强强的的的优优优势势势，，，包包包括括括传传传送送送码码码速速速率率率高高高、、、质质质量量量体体体积积积功功功耗耗耗小小小等等等；；；同同同时时时，，，通通通信信信光光光极极极窄窄窄的的的波波波束束束宽宽宽度度度带带带来来来了了了很很很好好好的的的抗抗抗干干干扰扰扰和和和抗抗抗截截截获获获性性性能能能，，，可可可以以以极极极大大大地地地提提提高高高通通通信信信系系系统统统的的的信信信息息息安安安全全全。。。但但但是是是，，，实实实际际际的的的工工工程程程实实实现现现情情情况况况与与与理理理论论论预预预期期期尚尚尚有有有相相相当当当的的的差差差距距距。。。以以以欧欧欧洲洲洲航航航天天天局局局(((EEESSSAAA)))的的的半半半导导导体体体激激激光光光星星星间间间链链链路路路实实实验验验系系系统统统SSSIIILLLEEEXXX为为为例例例，，，其其其最最最大大大通通通信信信速速速率率率111555000MMMbbb///sss(((实实实际际际速速速率率率555000MMMbbb///sss)))、、、质质质量量量111555777kkkggg、、、功功功耗耗耗111555000，，，与与与RRRFFF终终终端端端相相相比比比优优优势势势并并并不不不明明明显显显[[[111]]]。。。造造造成成成其其其不不不足足足的的的主主主要要要原原原因因因包包包括括括：：：SSSIIILLLEEEXXX项项项目目目始始始于于于111999888000年年年代代代，，，受受受基基基础础础元元元器器器件件件性性性能能能制制制约约约严严严重重重；；；波波波长长长采采采用用用888333000nnnmmm波波波段段段，，，难难难以以以利利利用用用和和和移移移植植植先先先进进进成成成熟熟熟的的的光光光纤纤纤通通通信信信技技技术术术；；；而而而最最最关关关键键键的的的不不不足足足在在在于于于，，，其其其强强强度度度调调调制制制///直直直接接接探探探测测测(((IIIMMM///DDDDDD)))的的的通通通信信信体体体制制制在在在实实实际际际星星星间间间环环环境境境下下下无无无法法法达达达到到到或或或接接接近近近探探探测测测灵灵灵敏敏敏度度度的的的理理理论论论极极极限限限，，，不不不足足足以以以充充充分分分获获获得得得光光光载载载波波波所所所带带带来来来的的的带带带宽宽宽优优优势势势。。。因因因此此此，，，相相相干干干通通通信信信体体体制制制是是是星星星间间间激激激光光光通通通信信信链链链路路路技技技术术术发发发展展展的的的极极极具具具潜潜潜力力力的的的选选选择择择。。。222、、、星星星间间间光光光链链链路路路中中中相相相干干干通通通信信信体体体制制制对对对IIIMMM///DDDDDD体体体制制制的的的优优优势势势相相相干干干体体体制制制(((以以以零零零差差差BBB///SSSKKK为为为例例例)))与与与IIIMMM///DDDDDD体体体制制制的的的散散散粒粒粒噪噪噪声声声理理理论论论极极极限限限差差差别别别并并并不不不大大大。。。但但但实实实际际际系系系统统统的的的工工工作作作过过过程程程中中中，，，IIIMMM///DDDDDD是是是热热热噪噪噪声声声受受受限限限的的的，，，并并并且且且能能能量量量探探探测测测的的的方方方式式式决决决定定定了了了其其其接接接收收收信信信噪噪噪比比比受受受背背背景景景光光光强强强度度度的的的影影影响响响极极极大大大，，，因因因此此此实实实际际际工工工程程程的的的IIIMMM///DDDDDD系系系统统统性性性能能能比比比理理理论论论极极极限限限劣劣劣化化化程程程度度度至至至少少少低低低222000dddBBB。。。而而而实实实际际际的的的相相相干干干系系系统统统则则则可可可以以以达达达到到到接接接近近近散散散粒粒粒噪噪噪声声声极极极限限限的的的性性性能能能。。。FFFMMMPh⊙t⊙nics—————深圳市飞米激光技术有限公司—————地址：广东深圳市福田区车公庙泰然九路盛唐商务大厦西座1106室Te:0755-83256610/83255290/83255291Fax:[phone]E-mail:[e-mail]相相相干干干通通通信信信体体体制制制的的的突突突出出出优优优点点点是是是极极极大大大提提提高高高接接接收收收灵灵灵敏敏敏度度度。。。IIIMMM///DDDDDD体体体制制制中中中，，，AAAPPPDDD光光光敏敏敏面面面上上上接接接收收收的的的信信信号号号光光光功功功率率率极极极弱弱弱(((nnn量量量级级级)))，，，在在在不不不考考考虑虑虑背背背景景景光光光的的的前前前提提提下下下，，，主主主要要要噪噪噪声声声源源源是是是AAAPPPDDD探探探测测测器器器的的的倍倍倍增增增噪噪噪声声声和和和负负负载载载电电电阻阻阻的的的热热热噪噪噪声声声；；；而而而相相相干干干体体体制制制的的的本本本振振振光光光功功功率率率可可可以以以设设设置置置得得得足足足够够够高高高(((mmm量量量级级级)))，，，使使使得得得接接接收收收端端端机机机仅仅仅仅仅仅受受受限限限于于于量量量子子子噪噪噪声声声。。。为为为达达达到到到111...000EEE---999的的的误误误码码码率率率，，，IIIMMM///DDDDDD体体体制制制需需需要要要约约约111000000ppphhhoootttooonnnsss///bbbiiittt，，，相相相干干干体体体制制制仅仅仅需需需要要要约约约111000ppphhhoootttooonnnsss///bbbiiittt甚甚甚至至至更更更少少少。。。相相相干干干体体体制制制还还还具具具有有有极极极强强强的的的波波波长长长选选选择择择性性性。。。由由由此此此可可可带带带来来来频频频域域域多多多信信信道道道复复复用用用的的的潜潜潜在在在优优优势势势，，，这这这对对对于于于实实实现现现更更更高高高码码码率率率(((≥≥≥111000GGGbbb///sss)))通通通信信信是是是非非非常常常重重重要要要的的的。。。更更更为为为重重重要要要的的的是是是，，，波波波长长长选选选择择择性性性即即即窄窄窄带带带滤滤滤波波波特特特性性性使使使得得得相相相干干干通通通信信信机机机对对对宽宽宽带带带背背背景景景光光光的的的敏敏敏感感感程程程度度度大大大大大大降降降低低低，，，受受受太太太阳阳阳背背背景景景、、、地地地球球球背背背景景景和和和其其其它它它星星星光光光背背背景景景的的的影影影响响响极极极小小小。。。这这这样样样的的的优优优势势势是是是IIIMMM///DDDDDD体体体制制制的的的星星星间间间光光光通通通信信信端端端机机机完完完全全全无无无法法法比比比拟拟拟的的的。。。星星星间间间相相相干干干光光光通通通信信信体体体制制制具具具有有有的的的主主主要要要优优优点点点可可可归归归纳纳纳如如如下下下：：：(((111)))相相相同同同链链链路路路距距距离离离、、、码码码速速速率率率和和和误误误码码码率率率条条条件件件下下下，，，探探探测测测灵灵灵敏敏敏度度度比比比IIIMMM///DDDDDD提提提高高高111000---222000dddBBB。。。(((222)))由由由于于于接接接收收收端端端灵灵灵敏敏敏度度度的的的提提提高高高，，，收收收发发发天天天线线线口口口径径径可可可大大大大大大减减减小小小，，，从从从而而而有有有效效效降降降低低低整整整个个个通通通信信信端端端机机机的的的质质质量量量尺尺尺寸寸寸功功功耗耗耗。。。(((333)))相相相对对对光光光频频频而而而言言言，，，相相相干干干接接接收收收机机机接接接收收收带带带宽宽宽极极极窄窄窄，，，结结结合合合相相相干干干光光光频频频率率率跟跟跟踪踪踪技技技术术术可可可极极极大大大地地地抑抑抑制制制背背背景景景光光光干干干扰扰扰。。。完完完全全全不不不受受受地地地球球球背背背景景景辐辐辐射射射影影影响响响，，，也也也可可可在在在太太太阳阳阳视视视场场场或或或近近近太太太阳阳阳视视视场场场工工工作作作。。。(((444)))多多多种种种调调调制制制格格格式式式和和和检检检测测测解解解调调调方方方案案案可可可供供供选选选择择择，，，具具具有有有灵灵灵活活活的的的工工工程程程实实实现现现性性性。。。(((555)))具具具有有有以以以频频频分分分复复复用用用方方方式式式实实实现现现更更更高高高速速速率率率传传传送送送的的的潜潜潜在在在优优优势势势。。。333、、、空空空间间间相相相干干干光光光通通通信信信的的的研研研究究究概概概况况况和和和发发发展展展趋趋趋势势势在在在111999888000---111999999555年年年间间间，，，相相相干干干光光光通通通信信信是是是国国国际际际光光光通通通信信信领领领域域域的的的研研研究究究热热热点点点。。。111999999555年年年前前前后后后，，，随随随着着着掺掺掺铒铒铒光光光纤纤纤放放放大大大器器器(((EEEDDDFFFAAA)))和和和密密密集集集波波波分分分复复复用用用(((DDD)))技技技术术术的的的成成成熟熟熟，，，在在在光光光纤纤纤通通通信信信的的的商商商用用用领领领域域域，，，IIIMMM///DDDDDD体体体制制制已已已足足足以以以保保保证证证通通通信信信性性性能能能；；；而而而在在在无无无法法法使使使用用用EEEDDDFFFAAA做做做链链链路路路中中中继继继或或或在在在线线线放放放大大大的的的星星星间间间光光光通通通信信信领领领域域域，，，相相相FFFMMMPh⊙t⊙nics—————深圳市飞米激光技术有限公司—————地址：广东深圳市福田区车公庙泰然九路盛唐商务大厦西座1106室Te:0755-83256610/83255290/83255291Fax:[phone]E-mail:[e-mail]干干干体体体制制制则则则一一一直直直被被被视视视为为为满满满足足足功功功率率率受受受限限限的的的卫卫卫星星星光光光通通通信信信系系系统统统的的的高高高灵灵灵敏敏敏度度度高高高码码码速速速率率率指指指标标标要要要求求求的的的必必必然然然选选选择择择，，，国国国外外外对对对此此此进进进行行行了了了大大大量量量的的的研研研究究究。。。EEESSSAAA的的的星星星间间间光光