來源：光明日?qǐng)?bào)

記者：崔興毅

你知道嗎？

天上數(shù)據(jù)傳輸也會(huì)“網(wǎng)絡(luò)擁堵”！

近日，中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院（以下簡(jiǎn)稱“空天院”）在新疆塔縣激光地面站成功開展超百吉比特每秒的星地激光通信業(yè)務(wù)化應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，通信速率提升至120 Gbps，創(chuàng)造了我國星地激光通信傳輸速率新紀(jì)錄。該實(shí)驗(yàn)標(biāo)志著我國在該領(lǐng)域向業(yè)務(wù)化、高速化邁出關(guān)鍵一步。

“簡(jiǎn)單來說，這次突破相當(dāng)于讓天上的衛(wèi)星與地面之間架起了一座容量巨大、速度極快的‘光橋’?！眻F(tuán)隊(duì)技術(shù)負(fù)責(zé)人、空天院高級(jí)工程師李亞林介紹，傳統(tǒng)微波通信如同一條繁忙的普通公路，而這條激光鏈路則是一條多車道、超高速的專用通道，“每秒120 G的傳輸能力，意味著1秒鐘就能傳輸數(shù)十部高清電影的數(shù)據(jù)量?！?/strong>

據(jù)了解，本次實(shí)驗(yàn)采用空天院自主研制的500毫米口徑星地激光通信系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星AIRSAT-02由中科衛(wèi)星科技集團(tuán)有限公司負(fù)責(zé)研制，北京融為科技有限公司負(fù)責(zé)該衛(wèi)星的星地激光通信終端設(shè)計(jì)與研制。在衛(wèi)星硬件不變的條件下，通過在軌軟件重構(gòu)技術(shù)，將原有60 Gbps的通信能力提升至120 Gbps，有效挖掘了載荷潛能。

實(shí)驗(yàn)期間，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了秒級(jí)快速捕獲建鏈，建鏈成功率達(dá)到93%以上，最大連續(xù)通信時(shí)長(zhǎng)108秒，累計(jì)下行數(shù)據(jù)量12.656 Tb，并已成功處理出高質(zhì)量遙感影像。這突破了超高速激光通信鏈路快速建立、穩(wěn)定維持與可靠傳輸?shù)募夹g(shù)難題。

實(shí)驗(yàn)獲取的首批SAR遙感影像（AIRSAT-02衛(wèi)星下傳）

李亞林表示，將速率從10 Gbps提升至120 Gbps，就像從修建單車道橋梁發(fā)展為建造多車道高速大橋，技術(shù)復(fù)雜度和工程難度急劇增加?！盀榇?，我們?cè)谌齻€(gè)方面實(shí)現(xiàn)了核心技術(shù)突破：一是讓信號(hào)‘收得穩(wěn)’，優(yōu)化了算法，抵消大氣擾動(dòng)對(duì)激光信號(hào)的干擾；二是讓信號(hào)‘收得對(duì)’，采用先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)，在數(shù)字層面糾正傳輸中產(chǎn)生的失真；三是讓信號(hào)‘收得快’，動(dòng)態(tài)調(diào)整傳輸策略，適應(yīng)信道變化，最大限度利用通信容量，保證每秒120 G的高速傳輸?！?/p>

空天院所屬中國遙感衛(wèi)星地面站主任、正高級(jí)工程師黃鵬指出，傳統(tǒng)微波通信雖成熟穩(wěn)定，但頻譜資源有限，難以滿足未來海量數(shù)據(jù)（如高分辨率遙感影像）的實(shí)時(shí)回傳需求。星地激光通信帶寬巨大，是突破星地傳輸瓶頸的必然方向。

塔縣激光地面站

據(jù)悉，塔縣激光地面站是我國首個(gè)業(yè)務(wù)化運(yùn)行的星地激光通信地面站，自2024年9月投入運(yùn)行以來，已承擔(dān)多項(xiàng)業(yè)務(wù)化任務(wù)。AIRSAT-02衛(wèi)星于2024年9月發(fā)射，2025年1月曾完成60 Gbps傳輸實(shí)驗(yàn)。本次實(shí)驗(yàn)的成功，表明我國星地激光通信已初步具備承載未來空間海量數(shù)據(jù)高速下行能力。

隨著激光通信地面站網(wǎng)的布局完善與技術(shù)迭代，星地激光通信有望成為天基信息網(wǎng)絡(luò)與地面光纖網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)鍵樞紐，為我國構(gòu)建天地一體化空間信息體系提供重要支撐。