JP6046814B2 - 高帯域光通信中継ペイロード - Google Patents
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Description
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- 地上サイト及び近接する衛星からの入力光信号を受信するための複数の光ビームエクスパンダと、
前記受信された光信号を前置増幅するための複数の光学的前置増幅器と、
前記前置増幅された光信号を増幅するための1つ以上の光学的主増幅器と、
それぞれの光ビームエクスパンダを介してそれぞれの送信先に対して、それぞれの増幅された光信号を方向づけるための光スイッチと
を備え、
それぞれの増幅された光信号は、出力光信号として、前記それぞれの送信先に伝送するためのそれぞれの光ビームエクスパンダに入力され、4つの光ビームエクスパンダは、各側に1つの2つの最近接する衛星と、各側に1つの次に最近接する2つの衛星との光通信のために用いられる空間伝搬光通信システム。 - 前記前置増幅された光信号を組み合わせ、前記組み合わされた光信号を増幅するための単一の光学的主増幅器に対して、前記組み合わされた光信号を出力するための光マルチプレクサと、
前記光スイッチに出力するために前記増幅されて組み合わされた光信号を多重分離するためのデマルチプレクサと
をさらに備える請求項1に記載のシステム。 - 前記出力光信号の増幅のために前記光スイッチ及びそれぞれの光ビームエクスパンダに対して光学的に連結された複数の光電力増幅器をさらに備える請求項1に記載のシステム。
- 前記光学的前置増幅器、前記光学的主増幅器前記及び光電力増幅器の各々は、前段からの光信号に含まれる信号ノイズを低減する1つ以上の光フィルタを含む請求項3に記載のシステム。
- 前記光学的前置増幅器、前記光学的主増幅器及び前記光電力増幅器は、エルビウム添加
光ファイバ増幅器(EDFA)、平面導波路(PWG)、半導波型高アスペクト比コア(SHARC)ファイバレーザ及びラマン増幅器の1つ以上から構成されるグループから選択される請求項3に記載のシステム。 - 前記光学的前置増幅器、前記光学的主増幅器及び前記光電力増幅器は、前記光信号内のフォトンショットノイズが優勢なノイズ源であるような低雑音増幅器である請求項3に記載のシステム。
- 前記地上サイトとの光通信に関連する前記複数の光ビームエクスパンダの各々は、各地上サイトとの少なくとも100Gbps帯域幅の能力を有する双方向リンクを提供するために高密度波長分割多重方式(DWDM)を利用するように構成される請求項1に記載のシステム。
- 前記地上サイトとの光通信に関連する前記複数の光ビームエクスパンダの各々は、双方向リンクにおける2つのデータストリームを分離するために偏波及び波長ダイバーシティーの1つ以上を利用するようにさらに構成される請求項7に記載のシステム。
- 前記複数の光ビームエクスパンダの1つ以上は、前記地上サイトとの光通信に関連し、所定の地上サイトの少なくとも2つの地上端末を追跡し、且つ、前記空間伝搬光通信システムが配置される前記衛星が所定の地上サイトを通過するときに、衛星に対する最も明瞭な見通し線により地上端末に対してデータを送信するように構成される請求項1に記載のシステム。
- 前記入力光信号及び前記出力光信号は、C周波帯又はL周波帯スペクトルバンド内にある請求項1に記載のシステム。
- 前記地上サイトとの光通信に関連する前記複数の光ビームエクスパンダは、前記地上サイトに対して少なくとも800Gbpsの双方向スループットを提供することができる請求項1に記載のシステム。
- 前記近接する衛星との光通信に関連する前記複数の光ビームエクスパンダは、前記近接する衛星間へのデータの少なくとも1,600Gbpsの双方向スループットを提供することができる請求項1に記載のシステム。
- 前記光スイッチは、光データ経路を構成し、且つ所望の地上サイト間の連続的な接続性を維持するために、地上オペレーションセンタから1つ以上の切り替えコマンドを受信するように構成される請求項1に記載のシステム。
- 1つ以上の前記光信号を増幅するように構成された1つ以上のレーザをさらに備える請求項1に記載のシステム。
- 前記光スイッチは、その入力からそれぞれの送信先に対して各光信号を接続するように指令されるにつれて傾く複数の小型のミラーをもつ圧電アクチュエータ又は微小電気機械システム(MEMS)を含む請求項1に記載のシステム。
- 衛星の電力バスに接続するように構成された電力インタフェース機構をさらに備える請求項1に記載のシステム。
- 請求項1に記載の前記システムを利用する複数の衛星のコンステレーションにおける空間伝搬光通信の方法。
- 空間伝搬光通信のための方法であって、
地上サイト及び近接する衛星に関連する入力光信号を受信することと、
前記受信された光信号を光学的に前置増幅することと、
前記前置増幅された光信号を光学的に増幅することと、
それぞれの光ビームエクスパンダを介してそれぞれの送信先に対して、それぞれの増幅された光信号を光学的に方向づけることと、
各側に1つの2つの最近接する衛星と、各側に1つの次に最近接する2つの衛星との光通信のために、4つの光ビームエクスパンダを用いること
を備え、
それぞれの増幅された光信号は、出力光信号として、前記それぞれの送信先に伝送するためのそれぞれの光ビームエクスパンダに入力される方法。 - 前記前置増幅された光信号を組み合わせ、前記組み合わされた光信号を増幅するための単一の光学的主増幅器に対して、前記組み合わされた光信号を出力することと、
それぞれの送信先に対してそれぞれの増幅された光信号を方向づける光スイッチに出力するために前記増幅されて組み合わされた光信号を多重分離することと
をさらに備える請求項18に記載の方法。 - 光データ経路を構成し、且つ所望の地上サイト間の連続的な接続性を維持するために、地上オペレーションセンタから1つ以上の切り替えコマンドを受信することをさらに備える請求項18に記載の方法。
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