[发明专利]一种遥感卫星高速载荷数据光纤传输接口

说明书

技术领域

本发明属于卫星数据传输技术领域，尤其涉及一种遥感卫星高速载荷数据光纤传输接口。

背景技术

随着高分辨率遥感卫星载荷技术的发展，星载数据信息的种类和数量都在不断增加，海量载荷数据与后端数据处理设备之间的高速连接问题已成为遥感卫星设计的瓶颈。同时，随着星上探测器种类的增多及未来商业遥感卫星轻小型化等设计需求，要求星上载荷设备与数据处理设备之间的布局关系相对灵活，传输距离不受限、传输介质轻量化。

传统的LVDS接口芯片推荐使用的每路最高速率为100Mbit/s，单路最高速率较低，若需满足高速数据传输需求，只能单纯地依靠增加并行路数来提高接口速率。然而，并行路数的增加将导致设备内部附属电路、设备面板电连接器以及设备之间传输电缆数量的显著增加，设备的尺寸、重量及电缆的重量随之增加，不利于设备的研制和系统的集成。同时，LVDS接口采用时钟同步信号，传输过程中时钟与数据分别发送，为降低传输时各信号的瞬时抖动则对收发设备及传输电缆的钟码对齐关系提出了严格要求，对设备布线、电缆长度等约束较多，不利于设备及电缆的设计和加工。

为了有效应对高速载荷数据传输问题，基于高速串行数据传输技术的载荷数据接口已经逐步使用于国内外高分辨率遥感卫星中。我国成功发射的高分二号卫星上首次采用了基于TLK2711的高速串行数据传输接口，实现了星上单路信号2.0Gbit/s的高速串行数据传输。该接口传输媒质采用铜线电缆进行传输，可实现整星载荷原始数据率6～7Gbit/s的下传需求。然而随着整星载荷数据率的进一步提升至几十Gbit/s甚至上百Gbit/s，传输距离进一步提高时，数据电缆之间的信号相互干扰越来越大，直接影响数据传输的可靠性；其次，由于卫星舱内空间体积小，发射质量限制，不能过多增加传输电缆的数量，因此数据传输容量降低；同时，配置大型遥感载荷的卫星设备布局难度大，有效载荷与后端数据处理设备之间的分布距离远，电缆走向长度增大，进而传输损耗增加，影响了数据的传输质量。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术不足，提供一种遥感卫星高速载荷数据光纤传输接口，满足具有轻小型化设计需求及长距离、低损耗、高速率传输需求的遥感卫星载荷数据传输系统设计要求，进一步提高载荷数据接口传输速率、降低接口传输损耗、简化设备连接。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：一种遥感卫星高速载荷数据光纤传输接口，包括：并串转换模块、光发送模块、光传输模块、光接收模块和串并转换模块；其中，所述并串转换模块与图像处理电路相连接，所述并串转换模块用于接收图像处理电路处理的多路并行图像数据，并将多路并行图像数据进行冗余校验、8b/10b编码及串行编码处理后得到发送端高速串行差分电信号，将发送端高速串行差分电信号发送给所述光发送模块；所述光发送模块将发送端高速串行差分电信号进行电-光转换得到发送端光信号，将发送端光信号发送给所述光传输模块；所述光传输模块接收发送端光信号并将其发送给所述光接收模块；所述光接收模块接收发送端光信号并将其进行光-电转换得到接收端高速串行差分电信号，将接收端高速串行差分电信号发送给所述串并转换模块；所述串并转换模块接收接收端高速串行差分电信号，将接收端高速串行差分电信号转换成接收端并行数据，再经过8b/10b解码，还原出多路并行图像数据、时钟和门控信号。

上述遥感卫星高速载荷数据光纤传输接口中，所述并串转换模块为SERDES收发器。

上述遥感卫星高速载荷数据光纤传输接口中，所述光发送模块包括输入接口、编码电路和光发送电路；其中，所述输入接口接收发送端高速串行差分电信号并将其发送给所述编码电路；所述编码电路接收发送端高速串行差分电信号，并对发送端高速串行差分电信号进行冗余编码和加扰后发送给所述光发送电路；所述光发送电路对经过编码和加扰的发送端高速串行差分电信号进行光源调制得到发送端光信号。

上述遥感卫星高速载荷数据光纤传输接口中，所述光传输模块包括发射端光纤连接器、抗辐射光纤和接收端光纤连接器；其中，所述发射端光纤连接器的一端与所述光发送模块相连接，所述发射端光纤连接器的另一端与所述抗辐射光纤的一端相连接；所述抗辐射光纤的另一端与所述光接收模块相连接。