支持多速率的高性能激光通信接口的制作方法

本发明涉及激光通信，更具体地说，涉及一种支持多速率的高性能激光通信接口。

背景技术：

1、激光通信是利用激光特征(如脉冲、相位等)进行信息传输的方法，在卫星通信网络中被成熟应用。受限于卫星相对运动导致的实时变化的激光通信信道状态，传统单速率卫星通信方法无法充分发挥激光通信的大带宽优势。多速率切换通信解决了组网卫星间的信道利用率瓶颈，基于卫星激光通信信号实现的多速率切换的高可靠传输对卫星骨干传输网络的发展有着重大意义。

2、在现有的研究文献中，很多都仅仅是在数字域部分来实现多速率的切换，而没有优化接收机通信接口。比如，华中科技大学公开的硕士学位论文《速率自适应的激光无线通信端机系统设计》中采用单一接收通信接口，灵敏度始终固定，在低速率通信时没有性能增益；再比如，在《adaptive probabilistic shaped modulation for high-capacity free-space optical links，2020:6529-6541》中则采用相干接收机，实现复杂且成本高。

3、对此，如何解决现有的激光通信速率切换技术成本高、操作复杂、不易推广和实现，成为现阶段亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，为解决上述问题，本发明提供一种支持多速率的高性能激光通信接口，技术方案如下：

2、一种支持多速率的高性能激光通信接口，所述高性能激光通信接口包括：serdes驱动模块、多个滤波器和serdes多路开关，所述serdes驱动模块具有一个输入支路和多个输出支路、并且每个输出支路上均设置有一个滤波器；

3、所述serdes驱动模块，用于通过所述输入支路接收一路通信数据；将所述一路通信数据复制生成并行的多路通信数据，并通过所述多个输出支路输出所述多路通信数据，每个输出支路分别输出所述多路通信数据中的一路；

4、所述滤波器，用于按照相应通信速率，对所在输出支路输出的所述多路通信数据中的一路进行滤波，得到所在输出支路对应的滤波通信数据；

5、所述serdes多路开关，用于连接所述serdes驱动模块的目标输出支路，并将所述目标输出支路对应的滤波通信数据发送至fpga的serdes接口。

6、优选的，所述滤波器的带宽为固定值、且所述滤波器的带宽为相应通信速率所对应的带宽。

7、优选的，所述高性能激光通信接口还包括：前级多速率光电转换模块；

8、所述前级多速率光电转换模块，用于将接收到的激光信号转换为电信号，并将所述电信号输出至所述serdes驱动模块。

9、优选的，所述前级多速率光电转换模块的通信速率满足通信协议所规定的最大通信速率。

10、优选的，所述serdes驱动模块和所述serdes多路开关均是通过verilog语言实现代码、并烧录在所述fpga的板卡上；

11、所述多个滤波器是由焊接在所述fpga的外围电路上的固定滤波器构成。

12、优选的，用于连接所述serdes驱动模块的目标输出支路的所述serdes多路开关，具体用于：

13、在初始状态下，连接所述多个输出支路中、最低通信速率的滤波器所在的一个输出支路。

14、优选的，用于连接所述serdes驱动模块的目标输出支路的所述serdes多路开关，具体用于：

15、接收所述fpga的控制信号，所述控制信号中包含待切换到的目标通信速率；连接所述多个输出支路中、通信速率为所述目标通信速率的滤波器所在的一个输出支路。

16、优选的，用于连接所述serdes驱动模块的目标输出支路的所述serdes多路开关，具体用于：

17、在未接收到所述fpga的新的控制信号的情况下，保持连接所述多个输出支路中、通信速率为所述目标通信速率的滤波器所在的一个输出支路。

18、相较于现有技术，本发明实现的有益效果为：

19、本发明提供一种支持多速率的高性能激光通信接口，该高性能激光通信接口中serdes驱动模块通过输入支路接收一路通信数据，将一路通信数据复制生成并行的多路通信数据，并通过多个输出支路各自输出多路通信数据中的一路；serdes驱动模块每个输出支路上均设置有一个滤波器，滤波器按照相应通信速率对所在输出支路输出的多路通信数据中的一路进行滤波，得到所在输出支路对应的滤波通信数据；serdes多路开关连接serdes驱动模块的目标输出支路，并将目标输出支路对应的滤波通信数据发送至fpga的serdes接口。本发明使用分路滤波与选择输出结构，适应于多速率激光通信系统，仅占用一个fpga内部的serdes接口，成本低且设计简单，在低速率传输时有较高的传输增益。

技术特征：

1.一种支持多速率的高性能激光通信接口，其特征在于，所述高性能激光通信接口包括：serdes驱动模块、多个滤波器和serdes多路开关，所述serdes驱动模块具有一个输入支路和多个输出支路、并且每个输出支路上均设置有一个滤波器；

2.根据权利要求1所述的高性能激光通信接口，其特征在于，所述滤波器的带宽为固定值、且所述滤波器的带宽为相应通信速率所对应的带宽。

3.根据权利要求1所述的高性能激光通信接口，其特征在于，所述高性能激光通信接口还包括：前级多速率光电转换模块；

4.根据权利要求3所述的高性能激光通信接口，其特征在于，所述前级多速率光电转换模块的通信速率满足通信协议所规定的最大通信速率。

5.根据权利要求1所述的高性能激光通信接口，其特征在于，所述serdes驱动模块和所述serdes多路开关均是通过verilog语言实现代码、并烧录在所述fpga的板卡上；

6.根据权利要求1所述的高性能激光通信接口，其特征在于，用于连接所述serdes驱动模块的目标输出支路的所述serdes多路开关，具体用于：

7.根据权利要求1所述的高性能激光通信接口，其特征在于，用于连接所述serdes驱动模块的目标输出支路的所述serdes多路开关，具体用于：

8.根据权利要求7所述的高性能激光通信接口，其特征在于，用于连接所述serdes驱动模块的目标输出支路的所述serdes多路开关，具体用于：

技术总结
本发明提供一种支持多速率的高性能激光通信接口，其中SerDes驱动模块通过输入支路接收一路通信数据，将一路通信数据复制生成并行的多路通信数据，并通过多个输出支路各自输出多路通信数据中的一路；SerDes驱动模块每个输出支路上均设置有一个滤波器，滤波器按照相应通信速率对所在输出支路输出的多路通信数据中的一路进行滤波，得到所在输出支路对应的滤波通信数据；SerDes多路开关连接SerDes驱动模块的目标输出支路，并将目标输出支路对应的滤波通信数据发送至FPGA的SerDes接口。本发明适应于多速率激光通信系统，仅占用一个FPGA内部的SerDes接口，设计简单且在低速率传输时有较高的传输增益。

技术研发人员：张倩武,张俊杰
受保护的技术使用者：上海天域光联通信科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12