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(資料圖)

中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院(中科院空天院)6月28日發(fā)布消息說(shuō)，該院利用自主研制成功的500毫米口徑激光通信地面系統(tǒng)與長(zhǎng)光衛(wèi)星技術(shù)股份有限公司所屬一顆“吉林一號(hào)”衛(wèi)星近日順利開展星地激光通信實(shí)驗(yàn)，通信速率達(dá)到10Gbps(每秒10G比特)，所獲取的衛(wèi)星載荷數(shù)據(jù)質(zhì)量良好，可滿足高標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù)化應(yīng)用需求。

這次星地激光通信實(shí)驗(yàn)取得成功，標(biāo)志著中國(guó)已實(shí)現(xiàn)星地激光高速通信的工程應(yīng)用，星地通信速率由Gbps邁入10Gbps時(shí)代。

據(jù)中科院空天院激光地面系統(tǒng)技術(shù)負(fù)責(zé)人李亞林高級(jí)工程師介紹，當(dāng)前星地通信主要采用微波技術(shù)，但微波頻段資源有限，常用的X頻段僅有375兆赫(MHz)，近年來(lái)開始應(yīng)用的Ka頻段也只有1.5吉赫(GHz)，難以滿足星地海量數(shù)據(jù)傳輸需求。與微波相比，激光頻譜資源極其豐富，帶寬可達(dá)數(shù)百吉赫。

他形象科普稱，“如果將頻段比作道路，那么X頻段是單車道，Ka頻段是四車道，而激光可容納成百甚至上千車道。利用激光通信每秒可傳輸1部高清電影，相較于現(xiàn)有的微波通信速率高出1-2個(gè)量級(jí)(十倍到近千倍)”。

同時(shí)，由于激光的發(fā)散角很小，能量高度集中，這樣激光地面系統(tǒng)接收到的功率密度高，所以衛(wèi)星能夠“輕裝上陣”，以遠(yuǎn)小于微波通信載荷的體積、重量和功耗實(shí)現(xiàn)超高速率的通信。此外，激光具有很強(qiáng)的抗電磁干擾能力，用激光作為載波進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)射與接收，還能顯著提高星地通信的安全性。

李亞林指出，星地激光通信雖然特色優(yōu)勢(shì)明顯，但技術(shù)難度高，為此，中科院空天院聯(lián)合中科院光電技術(shù)研究所、北京融為科技有限公司，先后突破大氣信道預(yù)測(cè)及任務(wù)規(guī)劃調(diào)度、激光信號(hào)的快速捕獲建鏈和自適應(yīng)光學(xué)校正、復(fù)雜大氣條件下的無(wú)誤碼傳輸?shù)纫幌盗嘘P(guān)鍵技術(shù)，在本次星地激光通信實(shí)驗(yàn)中按照業(yè)務(wù)化應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，成功完成星地協(xié)同任務(wù)規(guī)劃，激光信號(hào)雙向捕獲、穩(wěn)定建鏈、自適應(yīng)光學(xué)校正，基帶信號(hào)高速解調(diào)譯碼，通信數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)解析、誤碼重傳、斷點(diǎn)續(xù)傳、記錄輸出等業(yè)務(wù)流程，實(shí)現(xiàn)在非穩(wěn)態(tài)信道下的星地激光高速、高可靠通信。

中科院院士、中科院空天院院長(zhǎng)吳一戎表示，目前，中國(guó)遙感衛(wèi)星探測(cè)獲取海量數(shù)據(jù)無(wú)法及時(shí)落地的問(wèn)題十分突出，嚴(yán)重影響衛(wèi)星應(yīng)用效能發(fā)揮。中科院空天院在充分利用現(xiàn)有微波地面站的基礎(chǔ)上，積極布局國(guó)家衛(wèi)星激光通信地面站網(wǎng)，“激光+微波”組合運(yùn)行模式將有望徹底解決中國(guó)星地通信瓶頸問(wèn)題，可為中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展和社會(huì)公共需求提供更好的技術(shù)支撐和服務(wù)。