Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Freiraum-Datenkommunikati- onssystem, insbesondere für die optische Satellitenkommunikation sowie ein Verfahren zur optischen Freiraum-Datenübertragung.

Für eine hochratige optische Kommunikation mit einem Satelliten werden kohä- rente Datenübertragungstechnologien verwendet. Im kohärenten Empfänger wird das empfangene Signal mit einem Lokaloszillator überlagert, um das emp fangene Signal ins Basisband zu transformieren. Hierbei ist es für eine erfolg- reiche Transformation ins Basisband erforderlich, Signallaser und Lokaloszillator zu synchronisieren. Hierzu ist es bekannt, eine optische Phasenregelschleife (Optical Phase Locked Loop, OPLL) zu verwenden. Hierzu ist aus Geisler, D.J., Yarnall, T.M., Keicher, W.E., Stevens, M.L., Fletcher, A.M., Parenti, R.R., Caplan, D.O. and Hamilton, S.A. 2013, "Demonstration of 2.1 Photon-Per-Bit Sensitivity for BPSK at 9.94-Gb/s with Rate-fracl2 FEC", Optical Fiber Communication Con ference/National Fiber Optic Engineers Conference 2013 (2013), OM2C.6, und Rosenkranz, W. and Schaefer, S., 2016, "Receiver design for optical inter-satel- lite links based on digital Signal Processing", Transparent Optical Networks (ICTON), 2016, 28th International Conference on (2016), 1-4, bekannt, dass das empfangene Signal nach Mischung mit dem Lokaloszillator mittels Photode- ktoren in die elektrische Domäne umgewandelt wird. Die dabei erhaltenen Pho- toströme werden zur Regelung des Lokaloszillators verwendet und gleichzeitig mittels Transceivern digitalisiert. Dabei ist eine optische Phasenregelschleife kompliziert im Aufbau. Insbesondere müssen alle Kanäle auf Empfängerseite einzeln geregelt werden. Weiterhin ist die optische Phasenregelschleife bezüg- lieh auftretender Frequenzoffsets zwischen Signallaser und Lokaloszillator be- schränkt. Weiterhin steigt die Komplexität einer Phasenregelschleife, sollten hö- here Modulationsformate verwendet werden.

Weiterhin ist es bekannt, bei fehlender Synchronisation zwischen Lokaloszillator und Signallaser die auftretenden Störungen digital zu kompensieren. Hierzu werden im Empfänger zur Transformation des empfangenen Signals ins Basis- band dieses mit dem Lokaloszillator gemischt. Photodetektoren wandeln das Signal in die elektrische Domäne. Sodann wird das Signal mittels Analog-Digital- Wandlern (ADCs) in die digitale Domäne gewandelt. Auftretende Phasen- und Frequenzfehler werden sodann mittels digitaler Signalverarbeitung (Digital Sig- nal Processing, DSP) kompensiert.

Für die Bestimmung von Phasen- und Frequenzunterschied zwischen Signallaser und Lokaloszillator sind verschiedenen Möglichkeiten zur Realisierung innerhalb der digitalen Signalverarbeitung bekannt.

Surof, J., Poliak, J. and Calvo, R.M., 2017, "Demonstration of intradyne BPSK optical free-space transmission in representative atmospheric turbulence condi- tions for geostationary uplink channel", Opt. Lett. 42, 11 (Jun. 2017), 2173- 2176, beschreiben ein Verfahren, bei dem mit Hilfe des unbekannten Signals Frequenzoffset und Phasenoffset kompensiert werden. Hierbei handelt es sich um ein besonders rechenintensives Verfahren. Da dieses Verfahren insbeson- dere bei der Satellitenkommunikation in einem Satelliten erfolgen muss, ist es weiterhin erforderlich, strahlenfeste und ausfallsichere elektronische Kompo- nenten zu verwenden. Insbesondere bei hohen Rechenanforderungen führt dies jedoch zu Problemen und einer Beschränkung möglicher Komponenten.

Aus Kuri, T., Sakamoto, T. and Yamamoto, N . 2016, "Offset-frequency-spaced two-tone coherent transmission of radio-over-fiber Signal with recovered-con- stellation combining technique", Proc. SPIE (2016), ist bekannt, zusätzlich zu dem Datenlaser einen unmodellierten, aber phasengeregelten Pilotlaser mit fes- tem Frequenzoffset zu übertragen. Ein gleiches Laserpaar wird als Lokaloszilla- tor verwendet, wodurch Phasen- und Frequenzoffset im Empfänger differentiell entfernt werden können. Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass durch den zweiten Laser die spektrale Effizienz sinkt, da der Abstand der verwendeten La- ser größer als die Baudrate sein muss. Hierdurch vergrößert sich das DWDM- Gitter.

Aus Jacobsen, G., Xu, T., Popov, S., Li, J., Friberg, A.T. and Zhang, Y. 2011, "Recei- ver implemented RF pilot tone phase noise mitigation in coherent optical nPSK and nQAM Systems", Opt. Express. 19, 15 (Jul. 2011), 14487-14494, ist bekannt, ein Pilotton zu verwenden, welcher entweder auf einer zweiten Polarisation des Kanals erzeugt und an den Empfänger übertragen wird, oder als elektrischer Pilotton auf der Empfängerseite produziert wird, indem die hochfrequenten Anteile der Signal- phase herausgefiltert werden. Aufgrund des Pilottons ist es möglich, Frequenz und Phase des Datensignals zu kompensieren. Nachteilig hieran ist jedoch, dass durch den optischen Pilotton die spektrale Effizienz sinkt, da nur eine Polarisation zur Da- tenübertragung verwendet werden kann. Dahingegen ist der Nachteil des elektri- schen Pilottons, dass nur ein relativ kleiner Frequenzoffset berücksichtigt werden kann.

Weiterhin ist es bekannt, die Frequenz- und Phasenwiederherstellung mit Hilfe von Trainingssequenzen zu realisieren. Dabei werden pro Signalframe mehrere Trai- ningssymbole eingeführt, welche am Empfänger bekannt sind und eine Erkennung von Frequenz- und Phasenoffset zulassen. Jedoch ist auch dieses Verfahren sehr rechenintensiv. Weiterhin sinkt die spektrale Effizienz sinkt durch die Trainingssym- bole.

Die Beschränkungen des vorhandenen Stands der Technik ergeben sich aus den verfügbaren Analog-Digital-Wandlern, welche derzeit lediglich eine Bandbreite von wenigen GHz aufweisen. Dagegen sind Transceiver, also 1-Bit Analog-Digital-Wand- ler, bereits mit Datenraten von 30 GBit/s und mehr verfügbar. Da für die digitale Signalverarbeitung mindestens zwei Abtastpunkte pro Symbol benötigt werden, ist die Analog-Digital-Wandler-Abtastrate eine kritische Beschränkung für hochratige optische Freiraum-Datenkommunikationssysteme.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein optisches Freiraum-Daten-kommuni- kationssystem zu schaffen, welches einfach aufgebaut ist und eine hochratige Da- tenübertragung ermöglicht.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein optisches Freiraum-Datenkommunikations-sys- tem gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 9.

Das erfindungsgemäße optische Freiraum-Datenkommunikationssystem, insbe- sondere für die optische Satellitenkommunikation, weist einen Sender auf zur Erzeugung eines optischen Datensignals und einen Empfänger zum Empfangen des optischen Datensignals. Dabei kann der Sender auf der Erde angeordnet sein, wohingegen der Empfänger in einem Satelliten untergebracht ist. Die Er- findung ist jedoch hierauf nicht beschränkt. Weiterhin weist der Sender eine Lichtquelle auf zur Erzeugung eines Trägers sowie mindestens einen Modulator. Dabei wird mittels dem Modulator ein langsames Signal auf den Träger aufmo- duliert und ebenso ein schnelles Signal auf den Träger aufmoduliert. Anders ausgedrückt, wird durch den Modulator ein erstes Signal auf den Träger aufmo- duliert und ein zweites Signal auf den Träger aufmoduliert, wobei das zweite Signal eine höhere Modulationsfrequenz aufweist als das erste Signal. Dabei wird zumindest auf das schnelle Signal ein Datensignal aufmoduliert, welches die zu übertragenden Daten enthält. Insbesondere kann auch auf das langsame Signal ein weiteres Datensignal aufmoduliert werden. Dabei kann alternativ für das langsame Signal ein langsamer Modulator vorgesehen sein und für das schnelle Signal ein schneller Modulator. Das langsame Signal und das schnelle Signal werden zu einem optischen Datensignal miteinander kombiniert. Das so erzeugte optische Datensignal wird sodann an den Empfänger übertragen.

Erfindungsgemäß weist der Empfänger einen Lokaloszillator auf, der mit dem empfangenen Datensignal überlagert wird. Hierdurch wird das empfangene Sig- nal in das Basisband überführt. Dabei ist insbesondere genau ein Lokaloszillator vorgesehen, sofern lediglich ein Träger verwendet wird. Sodann wird das emp fangene Signal insbesondere von der optischen Domäne in die elektrische Do- mäne überführt beispielsweise durch Photozellen. Das optische Signal wird so- mit in ein elektrisches Signal umgesetzt. Hierdurch wird insbesondere ein kohä- renter Empfänger gebildet. Weiterhin weist der Empfänger einen Analog-Digital- Wandler (ADC) auf zur Demodulation des langsamen Signals. Dabei ist mit dem Analog-Digital-Wandler eine Auswertevorrichtung verbunden, wobei die Aus- wertevorrichtung ausgebildet ist, um Signalparameter der Übertragung zu er- mitteln. Weiterhin weist der Empfänger einen Transceiver auf zur Demodulation des schnellen Signals, wobei die Auswertevorrichtung ausgebildet ist, so dass das durch den Transceiver demodulierte Signal mittels der ermittelten Signal- parameter kompensiert wird. Durch Vorsehen eines langsamen Signals ist es lediglich erforderlich, dieses langsame Signal mittels eines Analog-Digital- Wandlers in die digitale Domäne zu überführen, um die Signalparameter der Übertragung zu bestimmen. Das schnelle Signal, welches insbesondere die zu übertragenden Daten enthält, kann sodann mit schnellen Transceivern demo- duliert werden, wobei die durch das langsame Signal ermittelten Signalparame- ter berücksichtigt werden. Somit sinken die Anforderungen an den zu verwen- denden Analog-Digital-Wandler, da dieser lediglich geeignet sein muss, ein lang- sames Signal zu demodulieren, und für das schnelle Signal können schnelle Transceiver verwendet werden. Somit sinkt der erforderliche Aufwand gleichzei- tig mit der Herabsetzung des erforderlichen Rechenaufwands, so dass eine hochratige Datenkommunikation ermöglicht wird. Gleichzeitig ist es möglich, das langsame Signal und das schnelle Signal mit einem einzelnen Träger zu übermitteln, so dass spektrale Effizienz der Übertragung hoch ist. Vorzugsweise ist das langsame Signal mit weniger als lOGbaud, insbesondere weniger als 5GBaud und bevorzugt mit lGBaud moduliert. Insbesondere ist das langsame Signal derart moduliert, dass geeignete Analog-Digital-Wandler ver- wendet werden können, welche insbesondere in der Raumfahrt nutzbar sind. Solche Analog-Digital-Wandler weisen insbesondere eine hohe Strahlungsfes- tigkeit auf sowie eine hohe Ausfallsicherheit.

Vorzugsweise ist das schnelle Signal mit mehr als lOGBaud, insbesondere mehr als 40GBaud und bevorzugt mit mehr als 80GBaud moduliert. Hierdurch ist es möglich, eine hochratige Datenübertragung zu ermöglichen, wobei die techni- schen Anforderungen an den Empfänger niedrig gehalten werden können. Ins- besondere können bereits heutige bekannte Transceiver verwendet werden.

Vorzugsweise beinhalten die Signalparameter zumindest die Phase und/oder die Zentralfrequenz bzw. den Frequenzoffset zwischen Lokaloszillator und Licht- quelle des Senders und/oder die Polarisation. Durch diese Signalparameter kann bei der Demodulation des schnellen Signals in das Basisband ein störungsarmes Basisbandsignal erhalten werden.

Vorzugsweise ist der Lokaloszillator nicht synchronisiert, und insbesondere ist keine Phasen-Regel-Schleife vorgesehen. Hierdurch sinkt die Komplexität des Datenkommunikationssystems erheblich. Dadurch, dass das langsame Signal mittels Analog-Digital-Wandler herangezogen wird, um die Signalparameter der Übertragung zu ermitteln, ist eine Synchronisierung des Lokaloszillators nicht erforderlich.

Vorzugsweise handelt es sich bei dem Transceiver um einen lbit-Analog-Digital- Wandler. Dieser ist schnell, einfach im Aufbau, kostengünstig und zuverlässig. Weiterhin existieren bereits solche Transceiver, welche für die Raumfahrt ge- eignet sind. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Analog-Digital-Wandler um einen min- destens 2-bit-Wandler, insbesondere einen mindestens 4-bit-Wandler und be- vorzugt einen mindestens 8-bit Wandler. Hierdurch wird sichergestellt, dass ausreichend Quantisierungsstellen vorliegen, um aus dem langsamen Signal die Signalparameter der Übertragung zu ermitteln.

Vorzugsweise ist die Lichtquelle ausgebildet zur Erzeugung eines zweiten Trä- gers und/oder der Sender weist eine zweite Lichtquelle auf zur Erzeugung eines zweiten Trägers, wobei alle Träger unterscheidbar sind und somit zumindest ein Parameter der jeweiligen Träger unterschiedlich gewählt ist. Insbesondere sind bei Verwendung mehrerer Lichtquellen die Lichtquellen zur Erzeugung weiterer Träger phasensynchronisiert. Weiterhin weist der Sender einen weiteren Modu- lator auf, so dass auf den zweiten Träger ein zweites schnelles Signal aufmodu- liert wird. Dabei weist insbesondere jedes schnelle Signal zu übertragende Da- ten auf. Weiterhin weist der Sender einen Multiplexer auf, mittels dem alle Trä- ger zu einem gemeinsamen optischen Datensignal kombiniert werden, welches an den Empfänger übertragen wird. Ebenso weist der Empfänger einen Demul- tiplexer auf zur Trennung des empfangenen optischen Datensignals gemäß den jeweiligen Trägern. Weiterhin weist der Empfänger einen zweiten Lokaloszillator auf, der mit dem zweiten schnellen Signal des zweiten Trägers überlagert wird. Hierdurch wird das empfangene zweite schnelle Signal ins Basisband überführt und kann sodann in ein elektrisches Signal umgewandelt werden. Somit wird auch der zweite Träger mittels eines kohärenten Empfängers empfangen. Ins- besondere sind dabei die vorhandenen Lokaloszillatoren miteinander synchroni- siert. Weiterhin weist der Empfänger einen zweiten Transceiver auf zur Demo dulation des zweiten schnellen Signals, wobei die Auswertevorrichtung ausge- bildet ist, so dass das durch den zweiten Transceiver demodulierte zweite Signal mittels der ermittelten Signalparameter kompensiert wird. Somit ist ein Frei- raum-Datenkommunikationssystem geschaffen, durch welches eine Vielzahl von DWDM-Kanälen gleichzeitig übertragen und allesamt mittels schnellen und kos- tengünstigen Transceivern digitalisiert werden können. Hierbei wird ein einzel- nes langsames Signal verwendet zur Kompensation der Phase und eines even- tuell vorhandenen Frequenzoffsets zwischen den jeweiligen Lokaloszilllatoren und der Lichtquelle bzw. den Lichtquellen des Senders.

Vorzugsweise ist der Sender ausgebildet, weitere Träger zu erzeugen, so dass mittels weiterer Modulatoren weitere schnelle Signale erzeugt werden. Ebenso weist der Empfänger weitere Lokaloszillatoren auf durch Transformation der empfangenen weiteren schnellen Signale ins Basisband, sowie weitere Transcei- ver zur Demodulation der weiteren schnellen Signale. Dabei entspricht die An- zahl der verwendeten Träger der Anzahl der im Empfänger vorgesehenen Loka- loszillatoren. Somit ist die Erfindung nicht beschränkt auf lediglich zwei Träger, sondern kann zu einem vollen DWDM-Grid mit beliebig vielen Trägern erweitert werden entsprechend der zur Verfügung stehenden Übertragungsbandbreite.

Vorzugsweise unterscheiden sich die Träger in der Wellenlänge und/oder der Polarisation.

Vorzugsweise sind die weiteren schnellen Signale ausgebildet wie vorstehend beschrieben.

Vorzugsweise sind die weiteren Transceiver ausgebildet wie vorstehend be- schrieben.

Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur optischen Frei- raum-Datenübertragung, bei welchem ein erster optischer Träger erzeugt wird und der erste Träger aufgespalten wird in einen ersten Teil und einen zweiten Teil. Sodann wird auf den ersten Teil des ersten Trägers ein langsames Signal aufmoduliert. Ebenso wird auf den zweiten Teil des ersten Trägers ein schnelles Signal aufmoduliert, wobei insbesondere zumindest das schnelle Signal zu über- tragende Daten enthält. Der erste Teil des ersten Trägers wird mit dem zweiten Teil des ersten Trägers kombiniert zu einem optischen Datensignal. Das so er- zeugte optische Datensignal wird in einer Freiraumübertragung an einen Emp- fänger übertragen. Im Empfänger wird das empfangene optische Datensignal mittels einem Lokaloszillator überlagert und hierdurch ins Basisband überführt. Das so erhaltene Signal wird in einen ersten Teil und einen zweiten Teil aufge- spalten. Aus dem ersten Teil wird mittels eines Analog-Digital-Wandlers das langsame Signal demoduliert, und aus dem demodulierten langsamen Signal werden Signalparameter der Übertragung ermittelt. Aus dem zweiten Teil wird mittels eines Transceivers das schnelle Signal demoduliert, wobei das demodu- lierte schnelle Signal mittels der ermittelten Signalparameter kompensiert wird.

Vorzugsweise wird bei dem Verfahren ein zweiter Träger erzeugt, wobei die Trä- ger alle jeweils unterscheidbar sind. Insbesondere sind die Träger miteinander synchronisiert. Weiterhin wird auf den zweiten Träger ein zweites schnelles Sig- nal aufmoduliert, wobei insbesondere jedes schnelle Signal zu übertragende Da- ten enthalten kann. Der erste Teil des ersten Trägers und der zweite Teil des ersten Trägers sowie der zweite Träger werden zu einem gemeinsamen opti- schen Datensignal kombiniert und an den Empfänger übertragen. Im Empfänger wird das übertragene optische Datensignal nach dem Träger in empfangene schnelle Signale aufgespalten. Sodann wird ebenfalls das zweite schnelle Signal mit einem zweiten Lokaloszillator überlagert und hierdurch ins Basisband über- führt. Hierbei sind insbesondere die vorhandenen Lokaloszillatoren miteinander synchronisiert. Nachfolgend wird das empfangene zweite schnelle Signal mittels eines zweiten Transceivers demoduliert, wobei das demodulierte zweite schnelle Signal mittels der ermittelten Signalparameter kompensiert wird.

Weiterhin ist das vorliegende Verfahren anhand der Merkmale des vorstehend beschriebenen optischen Freiraum-Datenkommunikationssystems weitergebil- det. Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen :

Fig. 1 das erfindungsgemäße optische Freiraum-Datenkommunikations-sys- tem mit einem Träger und

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen optischen Frei- raum-Datenkommunikationssystems mit einer Vielzahl von Trägern.

Das erfindungsgemäße optische Freiraum-Datenkommunikationssystem gezeigt in Fig. 1 weist einen Sender 10 sowie einen Empfänger 12 auf. Der Sender 10 weist eine Lichtquelle 14 auf zur Erzeugung eines Trägers 16. Der Träger 16 wird in einen ersten Teil und einen zweiten Teil aufgespalten. Der erste Teil des Trägers 16 wird in einem langsamen Modulator 18 mit einem langsamen Signal moduliert. Der zweite Teil des Trägers 16 wird in einem schnellen Modulator 20 mit einem schnellen Signal moduliert. Alternativ können der schnelle Modulator 20 und der langsame Modulator 18 zu einem einzelnen Modulator zusammen gefasst werden. Dabei kann dieses schnelle Signal Daten 22 enthalten. Zusätz- lich hierzu kann auch das langsame Signal Daten enthalten und sodann über- tragen. Im vorliegenden Beispiel erfolgt die langsame Modulation beispielsweise mit lGBaud, wohingegen die schnelle Modulation beispielsweise mit 40GBaud erfolgt. Der erste Teil und der zweite Teil werden sodann zu einem optischen Datensignal 24 zusammengefügt. Das optische Datensignal 24 wird mittels ei- nem Laserlink oder einer optischen Freiraumübertragung 26 (Free-Space-Optics - FSO) an den Empfänger 12 übertragen. Im Empfänger 12 wird das so emp fangene optische Datensignal in einen kohärenten Empfänger 28 mit dem Signal eines Lokaloszillators 30 überlagert. Der Lokaloszillator 30 ist dabei nicht mit der Lichtquelle 14 synchronisiert. Auch weist der Lokaloszillator 30 keine Pha- sen-Regel-Schleife auf zur Synchronisation des Lokaloszillators 30 mit der Licht- quelle 14. Das so überlagerte Signal wird aufgespalten in einen ersten Teil 32 und in einen zweiten Teil 34. Der erste Teil 32 des Signals wird mittels eines Analog-Digital-Wandlers 36 von der elektrischen Domäne in die digitale Domäne überführt, wobei das langsame Signal mittels dem Analog-Digital-Wandler 36 demoduliert wird. Der Analog-Digital-Wandler 36 ist mit einer Auswertevorrich- tung 38 verbunden. Mittels der Auswertevorrichtung 38 werden Signalparame- ter wie beispielsweise Phase, Frequenz oder Polarisation des Signals ermittelt. Im vorliegenden Beispiel handelt es sich bei dem Analog-Digital-Wandler 36 um einen 8Bit-Analog-Digital-Wandler. Die Erfindung ist jedoch hierauf nicht be- schränkt.

Der zweite Teil 34 des Signals wird mit einem schnellen Transceiver 40 von der elektrischen Domäne in die digitale Domäne überführt. Dabei handelt es sich im vorliegenden Beispiel bei dem Transceiver 40 um einen 1 Bit-Transceiver. Das durch den Transceiver 40 demodulierte Signal 42 wird über die durch die Aus- wertevorrichtung 38 ermittelten Signalparameter kompensiert bzw. korrigiert zur Demodulation des ursprünglichen schnellen Signals und damit auch der Da- ten 22. Somit ist es möglich, mit dem optischen Freiraum-Datenkommunikati- onssystem einen langsamen Analog-Digital-Wandler zu verwenden, da dieser lediglich das langsame Signal demodulieren muss zur Bestimmung der Signal- parameter. Anhand dieses langsamen Signals werden die Signalparameter wie Polarisation, Phase und Frequenz der Übertragung ermittelt, und die so bekann- ten Parameter werden sodann bei der Demodulation des schnellen Signals be- rücksichtigt. Hierzu wird das schnelle Signal mittels schnellen Transceivern de- moduliert. Aufwendige Analog-Digital-Wandler sind hierzu nicht erforderlich. Weiterhin wird die zur Verfügung stehende Bandbreite optimal ausgenutzt, da das langsame Signal und das schnelle Signal einen gemeinsamen Träger auf weisen. In dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel werden gleiche oder ähnliche Bauteile mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel des optischen Freiraum-Datenkommu- nikationssystems gezeigt in Fig. 2 ist eine erste Lichtquelle 14 zur Erzeugung eines ersten Trägers 16 vorgesehen sowie eine zweite Lichtquelle 48 zur Erzeu- gung eines zweiten Trägers 52. Auf den ersten Träger 16 wird mittels einem langsamen Modulator 18 ein langsames Signal 56 aufmoduliert. Ebenso wird mittels einem ersten schnellen Modulator 20 auf den ersten Träger 16 ein erstes schnelles Signal aufmoduliert. Das erste schnelle Signal und auch das langsame Signal kann dabei zu übertragene Daten 22 enthalten. Auf den zweiten Träger 52 wird ein zweites schnelles Signal mittels einem zweiten schnellen Modulator 54 aufmoduliert. Dieses zweite schnelle Signal kann ebenfalls Daten 22 enthal- ten. Die schnellen Signale sind dabei im vorliegenden Beispiel mit 40Gbit/s mo duliert. Weitere Lichtquellen und Modulatoren zur Erzeugung weiterer schneller Signale können wie angedeutet vorhanden sein. Alternativ hierzu kann eine ein- zelne Lichtquelle 14 ausgebildet sein, eine Vielzahl von Trägern zu erzeugen. Dabei sind alle vorhandenen Träger voneinander unterscheidbar beispielsweise durch eine unterschiedliche Wellenlänge oder Polarisation. Das langsame Signal 56 und die schnellen Signale werden in einem DWDM Multiplexer 58 zu einem gemeinsamen optischen Datensignal 24 zusammengeführt. Dieses gemeinsame optische Datensignal wird sodann mittels optischer Freiraumübertragung 26 bzw. Laserlink an den Empfänger 12 übertragen. Der Empfänger 12 weist dabei einen DWDM Demultiplexer 60 auf, der das empfangene optische Datensignal entsprechend der Wellenlänge oder Polarisation entsprechend den jeweiligen Trägern aufteilt. In einem ersten kohärenten Empfänger 28 wird das empfan- gene langsame Signal und das empfangene erste schnelle Signal des ersten Trägers von der optischen Domäne in die elektrische Domäne überführt. Sodann wird mittels eines Analog-Digital-Wandlers 36 das elektrische Signal des lang- samen Signals digitalisiert und mittels einer Auswertevorrichtung 38 Signalpa- rameter wie beispielsweise Polarisation, Phase und Frequenz des übertragenen optischen Datensignals ermittelt. Dabei wird im kohärenten Empfänger 28 das optische Datensignal mit dem Signal eines Lokaloszillators 30 überlagert. Durch den kohärenten Empfänger 28 wird das erste schnelle Signal ebenfalls von der optischen Domäne in die elektrische Domäne überführt und sodann mittels Transceivern 68 digitalisiert. Hierbei erfolgt eine Kompensation bzw. Korrektur 70 anhand der durch die Auswertevorrichtung 38 ermittelten Signalparameter.

In einem weiteren kohärenten Empfänger 72 wird das empfangene zweite schnelle Signal des zweiten Trägers 52 mit dem Signal eines zweiten Lokalos- zillators 74 überlagert. Dabei sind alle Lokaloszillatoren des Empfängers 12 über eine gemeinsame Referenzschaltung 66 miteinander synchronisiert. Nachfol- gend wird das so erhaltene Signal mit einem Transceiver 76 digitalisiert. Anhand der durch die Auswertevorrichtung 38 ermittelten Signalparameter wird das so digitalisierte Signal des empfangenen zweiten schnellen Signals kompensiert. Bei Vorsehen weiterer Träger im Sender 10, sind im Empfänger 12 weitere ko- härente Empfänger und Transceiver vorgesehen, so dass alle Kanäle des DWDM-Grids demoduliert werden können. Insbesondere handelt es sich bei den Transceivern 68, 76 um 1 Bit-Transceiver, welche schnell sind und auch höchst- ratige schnelle Signale zuverlässig demodulieren können. Weiterhin sind 1 Bit- Transceiver kostengünstig und geeignet für die Weltraumanwendung. Somit ist ein einfacher Aufbau gegeben zur hochratigen optischen Datenübertragung, der auf eine Phasen-Regelschleife verzichten kann und die vorhandene Bandbreite optimal ausnutzt.