激光牵手卫星打通信息高速公路，通信速率提升一个数量级

北京日报客户端 | 记者 刘苏雅

一束激光从地面射向太空，与飞翔的卫星精准“牵手”，搭建起一条联通天地的信息高速公路。近日，中国科学院空天信息创新研究院利用自主研制的500毫米口径激光通信地面系统，与吉林一号MF02A04星开展了星地激光通信实验，通信速率达到10吉比特每秒（Gbps），获取的卫星载荷数据质量良好，可满足高标准业务化应用需求。这标志着

当前，星地通信主要采用微波技术，但微波频段资源有限。常用的X频段仅有375兆赫兹，近年开始应用的Ka频段也只有1.5吉赫兹，难以满足星地海量数据的传输需求，而激光频谱资源极其丰富，带宽可达数百吉赫兹。

“如果说X频段是单车道，Ka频段可达四车道，激光则能容纳成百甚至上千条车道。

同时，由于激光的发散角很小，能量高度集中，地面系统接收到的功率密度高，卫星就能“轻装上阵”，以远小于微波通信载荷的体积、重量和功耗，实现超高速率的通信。激光拥有更强的抗电磁干扰能力，用它作为数据的载体，还能显著提高星地通信的安全性。

要在天地间搭建起激光通信的高速公路，空天院联合中国科学院光电所、北京融为科技有限公司，先后突破了大气信道预测及任务规划调度、激光信号的快速捕获建链和自适应光学校正、复杂大气条件下的无误码传输等一系列关键技术。在本次星地激光通信实验中，科研人员成功实现了激光信号双向捕获、稳定建链，通信数据能实时解析、误码重传、断点续传，实现了在非稳态信道下的星地激光高速、高可靠通信。

中国科学院院士、空天院院长吴一戎表示，目前我国遥感卫星探测获取的海量数据无法及时落地，严重影响了卫星应用效能发挥。他建议，在充分利用现有微波地面站的基础上，积极布局国家卫星激光通信地面站网，解决我国星地通信瓶颈，为经济社会高质量发展和社会公共需求提供更好的技术支撑和服务。

吴一戎院士：“激光+微波”模式有望彻底解决中国星地通信瓶颈问题

中新社北京6月28日电 (记者 孙自法)中国科学院空天信息创新研究院(中科院空天院)6月28日对外宣布成功开展星地激光高速通信业务化应用实验。中科院院士、中科院空天院院长吴一戎表示，“激光+微波”组合运行模式，将有望彻底解决中国星地通信瓶颈问题。

中科院空天院介绍说，该院利用自主研制成功的500毫米口径激光通信地面系统，近日与长光卫星技术股份有限公司所属一颗“吉林一号”卫星顺利开展星地激光通信实验，通信速率达到10Gbps(每秒10G比特)，所获取的卫星载荷数据质量良好，可满足高标准业务化应用需求。这次星地激光通信实验取得成功，标志着中国已实现星地激光高速通信的工程应用，星地通信速率由Gbps迈入10Gbps时代。

当前星地通信主要采用微波技术，但微波频段资源有限，常用的X频段仅有375兆赫(MHz)，近年来开始应用的Ka频段也只有1.5吉赫(GHz)，难以满足星地海量数据传输需求。与微波相比，激光频谱资源极其丰富，带宽可达数百吉赫。

吴一戎院士指出，目前，中国遥感卫星探测获取海量数据无法及时落地的问题十分突出，严重影响卫星应用效能发挥。中科院空天院在充分利用现有微波地面站的基础上，积极布局国家卫星激光通信地面站网，“激光+微波”组合运行模式将有望彻底解决中国星地通信瓶颈问题，可为中国经济社会高质量发展和社会公共需求提供更好的技术支撑和服务。

中科院空天院激光地面系统技术负责人李亚林高级工程师称，“如果将频段比作道路，那么X频段是单车道，Ka频段是四车道，而激光可容纳成百甚至上千车道。利用激光通信每秒可传输1部高清电影，相较于现有的微波通信速率高出1-2个量级(十倍到近千倍)”。

同时，由于激光的发散角很小，能量高度集中，激光能以远小于微波通信载荷的体积、重量和功耗实现超高速率的通信。此外，激光具有很强的抗电磁干扰能力，用激光作为载波进行数据的发射与接收，还能显著提高星地通信的安全性。

李亚林表示，星地激光通信虽然特色优势明显，但技术难度高，为此，中科院空天院联合中科院光电技术研究所、北京融为科技有限公司，先后突破大气信道预测及任务规划调度、激光信号的快速捕获建链和自适应光学校正、复杂大气条件下的无误码传输等一系列关键技术，在本次星地激光通信实验中按照业务化应用标准，成功完成业务流程，实现在非稳态信道下的星地激光高速、高可靠通信。(完)

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