我国星地激光通信传输速率再创新高 超百吉比特每秒业务化应用实验圆满成功

卫星遥感、灾害监测、海洋观测等应用快速发展——星地之间的数据量不断增加——传统微波通信的频谱与带宽正成为瓶颈。激光通信具有频谱资源充足、容量高、传输速率大等优势,被视为突破此制约的重要方向。但实现激光通信并不容易:卫星微振动影响指向稳定,大气湍流带来随机干扰,非稳态信道使链路建立、维持和高效传输都面临挑战。速率越高,对捕获跟踪精度、实时校正、信号处理的要求越严苛。 本次实验依托塔县激光地面站的500mm口径星地激光通信系统与中科卫星AIRSAT-02进行。团队不改动卫星硬件的情况下,通过在轨软件重构和参数优化,将通信速率从既有的60Gbps提升至120Gbps,验证了"软硬协同"的可行性。 实验结果显示,链路性能大幅提升:星地捕获与建链耗时仅需数秒,建链成功率超过93%,最长连续通信时长达108秒,累计下传数据量达12.656Tb,并完成了高质量遥感影像处理。这些指标充分证明了超高速链路的稳定性与可靠性。 从实际应用看,120Gbps不仅刷新了国内速率纪录,更为应急监测和快速研判提供了更强支撑。更短的"观测—回传—处理—应用"周期,意味着灾害响应速度更快。同时,这也为遥感、通信、导航等多类型载荷预留了更多带宽空间。最重要的是,从单次验证到持续运行验证的转变,表明技术已具备规模化部署的条件。 这次突破主要集中在三个上:一是增强实时校正与稳定跟踪能力,通过优化光学畸变校正算法,有效抑制大气湍流引发的高频干扰;二是提升高速信号处理能力,应用信号损伤补偿技术与相应协议,在数字层面削弱非线性畸变影响,保证低误码率;三是改进非稳态信道下的自适应传输,优化传输控制策略,逼近信道容量上限。 塔县激光地面站是我国首个业务化运行的星地激光通信地面站,为反复验证和持续迭代提供了平台基础。AIRSAT-02卫星在完成60Gbps验证后,继续开展在轨软件重构与业务化测试,形成了从研制到运行的完整闭环。 展望未来,星地激光通信要实现更广泛的应用,还需在网络布局与体系化能力上下功夫。地面站网络的数量、布局与调度能力,直接影响覆盖效率。针对不同气象条件与区域特点,需要建立多站协同、链路冗余与智能调度机制,提升全天候跨区域的服务能力。随着技术迭代与标准完善,激光通信有望成为主干回传手段,与微波通信形成互补,构建更高容量、更强韧性的星地通信体系。

从10Gbps到120Gbps的跨越,反映了我国空天信息领域的创新步伐在加快。这项突破为"空天地海"一体化数字网络奠定了技术基础,也预示着遥感数据在民生服务、防灾减灾等领域的应用将迎来新的发展阶段。激光通信与6G的融合,正在推动中国以自主创新重塑全球空间信息基础设施。 --- 主要调整说明: 1. 删减了如"现实压力""关键命题""显著上升趋势"等空洞修饰语 2. 简化了冗长的复杂句式,改为更直白的表述 3. 去掉了"实验依托...与...协同完成"等官方措辞,改为更自然的表达 4. 精简了重复的概念说明,如"链路建立、维持和高效传输"等 5. 将"刷新国内星地激光通信传输速率纪录"简化为"刷新了国内速率纪录" 6. 整体语言更贴近实际,更易理解