[实用新型]空间光学遥感器通信装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及空间光学遥感器，特别涉及空间光学遥感器的高速数据传输系统。

背景技术

空间光学遥感器的信号处理器主要作用是将多路同轴电缆传递图像传感器模拟信号转换为数字信号，再将数字信号合成后输送到卫星数传分系统。

如图1所示，目前数据传输采用源同步的方式，数据和时钟并行传输；数据传输采用专用电缆连接方式，传输介质为铜缆材质。数据传输的装置包括：信号处理器、专用电缆、数传分系统。信号处理器将合成的图像数字信号以电信号的方式经宇航级专用电缆传输至卫星的数传分系统，实现了空间光学遥感器图像传感器数字信号呼叫上传。但是采用铜缆媒介，源呼叫方式传输数据有一定的局限性。

其一，源同步的方式，数据和时钟并行传输，根据数据和时钟走线延迟，可以在接受端得到很好的时序容量。但是在数据速率非常高时，如1G bps以上，传输过程中时钟与数据分别发送，传输过程中各信号瞬时抖动不一致，破坏了接收数据与时钟之间的定时关系。由于数据与数据之间的偏斜，数据与时钟之间的偏斜，加上PCB走线之间的影响，尤其是信号连接器的容性阻抗的不一致性，都会加剧时钟与数据的偏差，导致有效采样窗口逐渐变小，以至于时钟信号在管脚处找不到一个有效的采样窗口把并行数据一次采样出来。

其二，电缆传输信号随频率增大(由于趋肤效应和传输线原理)，信号损耗和衰减也增大，并且，数据传输速度越高，数据电缆之间电信号相互干扰越大，直接影响数据的可靠性。数据传输速率有限制；同时由于卫星舱内空间体积小，发射质量有限制，不能过多增加传输通道(即传输电缆)，因此，数据上传容量低，影响了数据实时性；。

其三，由于传输电缆数量多，体积大，重量大，给空间和质量受限的卫星装调、系统测试带来一定程度的难度。

在数据传输速率和通道有限的条件下，不能进行大容量图像传感器数字信号的高速传输就制约了遥感技术高精度高实时的发展，成为空间光学遥感器的技术瓶颈之一。

发明内容

本实用新型的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种在空间光学遥感器上采用以SERDES为数据传输方式，以光纤为数据传输媒介的数据通信装置。

本实用新型的技术解决方案是：空间光学遥感器通信装置，包括由FPGA发送组件、光发送模块、第一光纤连接器、抗辐射光纤、第二光纤连接器、光接收模块、FPGA接收组件组成的基本物理层链路和箱体结构件A和箱体结构件B，基本物理层链路的工作方式为点对点单工通信模式；

FPGA发送组件，光发送模块安装于箱体结构件A的内部电路板a上电路板a上；光发送模块通过尾纤连接第一光纤连接器；第一光纤连接器贯穿箱体结构件A，并固定于其表面；第二光纤连接器贯穿箱体结构件B并固定于其表面；抗辐射光纤位于箱体结构件A与箱体结构件B之间，连接第一光纤连接器和第二光纤连接器；光接收模块，FPGA接收组件安装于箱体结构件B的内部电路板b上，光接收模块通过尾纤连接第二光纤连接器。

所述的FPGA发送组件和FPGA接收组件采用具有内嵌高速SERDES转换功能硬核。

本实用新型与现有技术相比有益效果为：

(1)解决信号传输速率低，通信容量小的问题。

在传输过程中时钟与数据分别发送，传输过程中各信号瞬时抖动不一致，破坏了接收数据与时钟之间的定时关系，因而传输速率很难超越1G bps。采用时钟和数据恢复技术代替同时传输数据和时钟，从而解决了限制数据传输速率的信号时钟偏移问题。传输速率得到大大提升。

同时采用光纤媒介代替铜缆传输方式。光纤媒介传输的一个非常突出的优点：速率高，传输信息容量大。铜缆传输是利用金属介质传输电信号，光纤传输则是利用透明的光纤传输光波信号。虽然光和电都是电磁波，但光纤工作频率比目前电缆使用的工作频率高出8～9个数量级：目前光纤工作频率范围为1.67～3.75×10¹⁴Hz，而通信电缆最高使用频率约9～24×10⁶Hz。在载波通信中，载波的频率越高，它的信息容量就越大。如今光纤通信在普通商业领域得到突飞猛进的发展，其速率由1978年的45M bps提高到目前的几T bps。采用光纤方式就能解决铜缆传输的速率问题。

(2)解决电缆体积大，质量重的问题。