專利名稱：一種高速數據傳輸系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及數據傳輸技術，具體涉及一種高速數據傳輸系統。
背景技術：
在航空航天領域進行觀測和測繪時，經常需要使用各種成像設備進行圖 像采集，成像設備一般獨立設置在航空器或航天器本體的外部，并且能夠根 據觀測和測繪的需要，對拍攝姿態進行自由調整(包括俯仰調整和以自身光 路為軸的旋轉等)。
所述成像設備在采集圖像數據后，需要將所述圖像數據傳送到存儲設備 進行保存，或者在實時應用場景下，還需要將所述圖像數據傳送到數據發送 設備以便進一步返回給地面接收設備。由于所述成像設備設置在航空航天器
的本體之外，目前通常采用的方法是使用符合相機連接(Camera Link)接 口規范的電纜將所述成像設備與存儲設備和/或數據發送設備進行連接(為 簡單起見，后文中將存儲設備和/或數據發送設備等統稱為目標設備)，所 述成像設備、電纜和目標設備構成的圖像數據采集傳輸系統的結構如圖1所 示，其中，依照Camera Link接口規范，每臺成像設備110與目標設備120 間需要通過電纜130進行連接，成像設備IIO將采集到的圖像數據通過所述 電纜130傳送到目標設備120。在航空航天領域，往往需要進行大規模高解 析度的圖像采集(例如地理數據分析、溫度或氣象數據分析等)，數據流量 一般較高，因此CameraLink接口規范設定的傳輸模式分為三種Base (低 速)、Medium (中速)和Full (高速)，以滿足不同流量的圖像數據采集 和傳輸的需要。其中，Base模式下需要使用一根電纜，而Medium和Full 模式下則需要使用兩根電纜。在實際應用中，這種通過電纜連接成像設備和目標設備的方式存在著明
顯的缺陷
首先，由于成像設備在拍照過程中會不斷調整拍攝姿態，從而連接在成 像設備上的電纜也會隨之進行移動和旋轉，而且成像設備通常有多臺，而每 臺成像設備都需要通過電纜與目標設備進行連接，極易導致多條電纜出現 "卡線"一一即，在隨成像設備進行移動和旋轉的過程中，多條電纜纏繞在 一起。所述的"卡線"故障會導致相機無法正常工作，從而嚴重降低所述成 像設備的工作穩定性；
其次，使用電纜進行數據信號的傳遞，每臺成像設備都需要專門配備相 應的電纜，不僅增加了航空航天器的負載，而且增加了系統成本；
最后，由于電纜中電信號的衰減速度較快，使得無法利用電纜進行長距 離數據傳輸；此外，航空航天領域的應用環境也與地面環境存在很大區別， 無論是輻射還是電磁干擾等各種指標都比地面環境嚴苛得多，在這種情況 下，利用電纜進行數據傳輸的信號質量還會進一步下降，這使得在航空航天 領域利用電纜進行數據傳輸的有效距離僅能達到8~10米，這無疑對成像設 備與目標設備間的連接布線提出了很高的要求，有時甚至根本無法在該有效 距離內將成像設備與目標設備進行連接，而一旦超出所述的有效距離，又會 導致目標設備獲得的信號質量無法滿足應用需要。
實用新型內容
本實用新型實施例提供一種高速數據傳輸系統，能夠支持遠距離高速數
據傳輸，且穩定性更高。
為達到上述目的，本實用新型的技術方案具體是這樣實現的 一種高速數據傳輸系統，用于接收至少一個成像設備采集并發送的圖像
信號并轉發給目標設備，該系統包括串化設備，光纖滑環和解串設備，所
述串化設備通過光纖連接到光纖滑環的一端，所述解串設備通過光纖連接到 光纖滑環的另一端；所述串化設備，接收各成像設備采集并發送的圖像信號，將各成像設備 發送的圖像信號分別轉換為光波信號，并對所有的光波信號復用后通過光纖
并經光纖滑環發送到解串設備；
所述解串設備，接收串化設備通過光纖并經光纖滑環發送的復用后的光
波信號，對其進行解復用得到各成像設備對應的光波信號，再將所述光波信 號還原為電學圖像信號后發送給目標設備；
所述光纖滑環，兩端分別通過光纖與串化設備和解串設備相連，該光纖 滑環的兩端與光纖連接處，能夠分別隨光纖沿光纖軸線自由轉動。
所述串化設備包括
電光轉換模塊，接收各成像設備采集并發送的電學圖像信號，將所述圖 像信號轉換為光波信號后發送給光波復用模塊；
光波復用模塊，接收電光轉換模塊發來的光波信號，將各成像設備對應 的光波信號進行復用處理后，通過光纖并經光纖滑環發送給解串設備。
所述串化設備與成像設備通過符合相才幾連接Camera Link失見范的接口相連。
所述解串設備包括
光波解復用模塊，接收串化設備通過光纖并經光纖滑環發來的復用后的 光波信號，對其進行解復用后得到各成像設備對應的光波信號，將所述各成 像設備對應的光波信號發送給光電轉換模塊；
所述光電轉換模塊，接收光波解復用模塊發來的各成像設備對應的光波 信號，將其轉換還原為電學圖像信號，并發送給目標設備。
所述解串設備與目標設備通過符合Camera Link規范的接口相連。
由上述的技術方案可見，本實用新型實施例的這種高速數據傳輸系統， 利用光纖傳輸信號衰減小、抗千擾能力強、容量大、速率高的特點，實現了 數據的遠距離傳輸，并且滿足了高速成像設備的數據傳輸要求；通過多光路 信號的復用技術，能夠將多臺成像設備采集到的圖像信號同時并行傳送，提 高了數據傳輸的集成度；還通過使用光纖滑環，避免光纖出現扭擰現象，從而消除了現有技術中經常出現的"卡線"故障，保證了光路的順暢和光信號 的正常傳輸，提高了系統的穩定性。
圖1為現有技術中圖像數據采集傳輸系統的組成結構示意圖。
圖2為本實用新型實施例中高速數據傳輸系統的組成結構示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下參照附圖 并舉實施例，對本實用新型進一步詳細i兌明。
本實用新型實施例提供一種高速數據傳輸系統，其組成結構如圖2所 示，其中包括串化設備210,光纖滑環220，解串設備230;所述串化設 備210通過光纖連接到光纖滑環220的一端，所述解串設備230則通過光纖 連接到光纖滑環220的另一端；
所述串化設備210,接收各成像設備240采集并發送的圖像信號，將各 成像設備240發送的圖像信號分別轉換為光波信號，并對所有的光波信號復 用后通過光纖并經光纖滑環220發送到解串設備230;
所述解串設備230,接收串化設備210通過光纖并經光纖滑環220發送 的復用后的光波信號，對其進行解復用得到各成像設備240對應的光波信 號，再將所述光波信號還原為電學圖像信號后發送給目標設備250;
所述光纖滑環220，兩端分別通過光纖與串化設備210和解串設備230 相連，該光纖滑環220的兩端與光纖連接處，能夠分別隨光纖沿光纖軸線自 由轉動，且無論所述兩端如何轉動，仍然能保持所述光纖滑環220內部光通 路的正常使用。所述光纖滑環220是目前市面上常見的裝置，故此處不再進 一步詳細描述其內部結構。
其中，所述串化設備210,進一步包括電光轉換模塊211和光波復用 模塊212;所述電光轉換模塊211,接收各成像設備240采集并發送的電學圖像信 號，將所述圖像信號轉換為光波信號后發送給光波復用模塊212;
所述光波復用模塊212，接收電光轉換模塊211發來的光波信號，將各 成像設備240對應的光波信號進行復用處理后，通過光纖發送給解串設備 230。
所述解串設備230,進一步包括光波解復用模塊231和光電轉換模塊
232;
所述光波解復用模塊231，接收串化設備210發來的復用后的光波信號， 對其進行解復用后得到各成像設備240對應的光波信號，將所述各成像設備 240對應的光波信號發送給光電轉換模塊232;
所述光電轉換模塊232,接收光波解復用模塊231發來的各成像設備240 對應的光波信號，將其轉換還原為電學圖像信號，并發送給目標設備250進 4亍后續處理。
由于光纖傳輸具有信號衰減小、抗干擾能力強的優點，使得本實用新型 提供的系統能夠在保證信號質量的前提下實現遠距離傳輸。經過試驗證明， 該系統的有效傳輸距離可以達到10 15千米，遠遠超出當前航空力元天場景下 數據傳輸應用的極限長度要求；通過多光路信號的復用技術，能夠將多臺成 像設備采集到的圖像信號同時進行傳送，相比于現有技術中對每臺成像設備 都需要使用單獨的電纜進行數據傳輸，本發明的傳輸效率顯然更高，而且由 于避免了大量使用電纜，降低了航空航天設備的負載和系統的成本；同時， 光纖傳輸還具有容量大、速率高的顯著特點，經過試驗證明，每路成像設備 采集的數據在光纖中的穩定有效傳輸速率可以達到10千兆比特每秒(Gbps) 左右，本實用新型的系統最多能夠同時支持8路光波信號的復用傳輸(也就 是能夠最大同時支持8臺成像設備同時進行數據采集和傳輸)，從而能夠獲 得最大80Gbps的有效傳輸速度，完全能夠滿足現有應用于航空航天領域的 高速成像設備的數據傳輸要求，因此，對于采用Camera Link接口進行數據 傳輸的高速成像設備，本實用新型實施例提供的系統對該接口 Base、 Medium
8和Full三種模式均能提供良好支持，從而能夠實現遠高于現有技術的數據傳
輸速率。
最后，由于本實用新型實施例中采用的光纖滑環能夠保證其兩端連接的 光纖相對轉動，從而當成像設備進行拍攝姿態調整時進行移動和旋轉時，本 實用新型實施例能夠避免光纖出現扭擰，杜絕了現有技術中電纜連接時出現 "卡線，，的情況，因而保證了光路的順暢和光信號的正常傳輸。
綜上可見，本實用新型實施例提供的系統，能夠實現遠距離高速的數據 傳輸，且工作穩定性更高。
需要說明的是，為便于理解，本實用新型采用符合CameraLink接口規 范的成像設備和目標設備進行說明，但本領域技術人員應當理解，本實用新 型同樣可以拓展到所有數據傳輸的場景當中，相應在這些場景下的實現方式 也應當屬于本實用新型限定的保護范圍之內。
此外，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并非用于限定本實用新 型的精神和保護范圍，任何熟悉本領域的技術人員所做出的等同變化或替 換，都應視為涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1、一種高速數據傳輸系統，用于接收至少一個成像設備采集并發送的圖像信號并轉發給目標設備，其特征在于，該系統包括串化設備，光纖滑環和解串設備，所述串化設備通過光纖連接到光纖滑環的一端，所述解串設備通過光纖連接到光纖滑環的另一端；所述串化設備，接收各成像設備采集并發送的圖像信號，將各成像設備發送的圖像信號分別轉換為光波信號，并對所有的光波信號復用后通過光纖并經光纖滑環發送到解串設備；所述解串設備，接收串化設備通過光纖并經光纖滑環發送的復用后的光波信號，對其進行解復用得到各成像設備對應的光波信號，再將所述光波信號還原為電學圖像信號后發送給目標設備；所述光纖滑環，兩端分別通過光纖與串化設備和解串設備相連，該光纖滑環的兩端與光纖連接處，能夠分別隨光纖沿光纖軸線自由轉動。
2、 根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所迷串化設備包括 電光轉換模塊，接收各成像設備采集并發送的電學圖像信號，將所述圖像信號轉換為光波信號后發送給光波復用模塊；光波復用模塊，接收電光轉換模塊發來的光波信號，將各成像設備對應 的光波信號進行復用處理后，通過光纖并經光纖滑環發送給解串設備。
3、 根據權利要求1或2所述的系統，其特征在于,所述串化設備與成 像設備通過符合相機連接Camera Link規范的接口相連。
4、 根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述解串設備包括 光波解復用模塊，接收串化設備通過光纖并經光纖滑環發來的復用后的光波信號，對其進行解復用后得到各成像設備對應的光波信號，將所述各成 像設備對應的光波信號發送給光電轉換模塊；所述光電轉換模塊，接收光波解復用模塊發來的各成像設備對應的光波 信號，將其轉換還原為電學圖像信號，并發送給目標設備。
5、根據權利要求1、 2、 3或4所述的系統，其特征在于，所述解串設備與目標設備通過符合Camera Link規范的接口相連。
專利摘要本實用新型公開了一種高速數據傳輸系統，包括串化設備，光纖滑環和解串設備。本實用新型實施例的這種高速數據傳輸系統，利用光纖傳輸信號衰減小、抗干擾能力強、容量大、速率高的特點，實現了數據的遠距離傳輸，并且滿足了高速成像設備的數據傳輸要求；通過多光路信號的復用技術，能夠將多臺成像設備采集到的圖像信號同時并行傳送，進一步提高了數據傳輸速度；還通過使用光纖滑環，避免光纖出現扭擰現象，從而消除了現有技術中經常出現的“卡線”故障，保證了光路的順暢和光信號的正常傳輸，提高了系統的穩定性。
文檔編號H04N7/22GK201398222SQ20092010724
公開日2010年2月3日 申請日期2009年4月21日 優先權日2009年4月21日
發明者張順利 申請人:北京國科環宇空間技術有限公司