超高速星地激光通信实现业务化突破

ananxiao

       从中国科学院空天信息创新研究院获悉，利用自主研制500毫米口径星地激光通信系统与中科卫星AIRSAT-02卫星，我国成功开展超百吉比特每秒（Gbps）星地激光通信业务化应用实验，实现了每秒120Gbps的稳定高速传输，创造了我国星地激光通信速率新纪录。这标志着我国在该领域已迈入业务化应用新阶段，为满足未来海量天基数据回传需求奠定了关键技术基础。

塔县激光地面站

       本次实验在空天院新疆塔县激光地面站完成，实验卫星AIRSAT-02卫星由中科卫星科技集团有限公司负责研制，北京融为科技有限公司负责该卫星的星地激光通信终端设计与研制。星地激光链路实现了秒级快速捕获建立，建链成功率超过93%，最长连续稳定通信时间达108秒，有效验证了超高速率下链路稳定性和数据可靠性。令人瞩目的是，科研团队未对卫星硬件做任何改动，而是通过“在轨软件重构”技术，深度挖掘载荷潜力，将原有60Gbps的传输能力翻倍提升至120Gbps。

       星地激光通信以激光为载体，可实现卫星与地面之间的高速信息传输，已成为实现海量数据星地超高速传输的最优解决方案。它具有带宽大、抗干扰能力强、保密性好等突出优势。“然而，这项技术的实际应用却面临严峻考验，要实现业务化高速稳定传输，必须克服卫星平台微振动、大气湍流剧烈扰动等难题。”空天院高级工程师李亚林介绍。

实验获取的首批SAR遥感影像（AIRSAT-02卫星下传）

       他形象地比喻道：“如果说10Gbps传输像是在湍急河流上架设单车道桥，那么120Gbps就相当于建造一座多车道高速大桥，不仅要求快速架通，更要确保各车道极高的并行通行效率，工程难度呈几何级增长。”

       面对挑战，科研团队聚力攻关，突破了三项核心技术瓶颈：一是通过优化实时校正算法“收得稳”，抑制大气湍流导致的光束扰动；二是应用先进补偿技术与通信协议“收得对”，大幅降低数据误码率；三是改进自适应传输策略“收得快”，最大化利用信道容量，保障了每秒120吉比特的极速传输。

       空天院所属中国遥感卫星地面站主任、正高级工程师黄鹏表示，经过持续的业务化运行验证，星地激光通信已具备支撑未来海量空间数据传输的核心技术能力。随着地面站网络的逐步完善与相关技术的迭代升级，星地激光通信有望彻底突破现有通信速率限制，成为连接天基信息网络与地面光纤网络的关键枢纽，从而助力构建天地一体化的空间信息网络体系。