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我國超百G星地激光通信業(yè)務(wù)化應(yīng)用實驗取得成功
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人民網(wǎng)北京1月30日電 (記者趙竹青)近日,中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院(空天院)成功開展超百G星地激光通信業(yè)務(wù)化應(yīng)用實驗,通信速率達(dá)到120吉比特每秒(Gbps)。實驗結(jié)果表明,通信鏈路穩(wěn)定、下傳數(shù)據(jù)質(zhì)量優(yōu)良,這是該團(tuán)隊繼2023年10Gbps、2025年60Gbps之后取得的又一重大突破,標(biāo)志著我國星地激光通信業(yè)務(wù)化應(yīng)用能力邁上一個新臺階。
本次實驗利用空天院塔縣激光地面站自主研制500mm口徑星地激光通信系統(tǒng)與中科衛(wèi)星AIRSAT-02衛(wèi)星,在衛(wèi)星硬件沒有任何變化的情況下,通過衛(wèi)星在軌軟件重構(gòu),充分挖掘利用激光通信載荷的硬件潛能,將衛(wèi)星激光通信載荷的能力從60Gbps提升至120Gbps。這不僅刷新了國內(nèi)星地激光通信傳輸速率紀(jì)錄,而且解決了超高速星地激光通信鏈路難以快速建立、長時間穩(wěn)定維持和高效可靠傳輸?shù)碾y題。實驗期間,星地之間成功實現(xiàn)了秒級捕獲建鏈,建鏈成功率超過93%,最大連續(xù)通信時長108秒,獲取數(shù)據(jù)量達(dá)到12.656Tb,并成功處理出高質(zhì)量遙感影像。
團(tuán)隊技術(shù)負(fù)責(zé)人、空天院高級工程師李亞林介紹,星地激光通信已成為實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)星地超高速傳輸?shù)淖顑?yōu)解決方案。但受衛(wèi)星平臺微振動、大氣湍流擾動等多重復(fù)雜因素影響,該技術(shù)的應(yīng)用效能面臨諸多關(guān)鍵挑戰(zhàn),包括高頻實時校正精度不足、超高速信號處理能力有限、非穩(wěn)態(tài)大氣信道高效傳輸難度大等問題。“若將星地激光通信比作在湍急的河流上架橋,10Gbps傳輸相當(dāng)于鋪設(shè)單車道橋梁,結(jié)構(gòu)相對簡單;而120Gbps傳輸則相當(dāng)于建設(shè)多車道高速大橋,不僅要求架設(shè)速度快以實現(xiàn)快速連接,更要在多車道并行下保障極高的通行效率,其工程實現(xiàn)難度呈幾何級增長?!崩顏喠纸忉尅Υ?,團(tuán)隊聚力開展技術(shù)攻關(guān),歷經(jīng)多輪技術(shù)研究、反復(fù)實驗驗證與持續(xù)迭代優(yōu)化,成功突破一系列核心技術(shù)瓶頸。
“隨著海量空天數(shù)據(jù)的高速回傳需求快速增長,微波通信頻譜資源對星地傳輸帶寬的限制問題日益凸顯,發(fā)展星地激光通信技術(shù)是突破當(dāng)前星地通信速率瓶頸的必然選擇?!笨仗煸核鶎僦袊b感衛(wèi)星地面站主任、正高級工程師黃鵬介紹,持續(xù)的業(yè)務(wù)化運行驗證表明,星地激光通信已具備承載未來海量空間數(shù)據(jù)下傳所需的核心技術(shù)條件和能力。隨著激光通信地面站網(wǎng)布局的完善、技術(shù)指標(biāo)的迭代升級,星地激光通信將有望徹底突破星地通信速率瓶頸,成為銜接天基信息網(wǎng)絡(luò)和地面光纖網(wǎng)絡(luò)的骨干樞紐,助力構(gòu)建天地一體化融合的空間信息網(wǎng)絡(luò)體系。
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