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實驗獲取的首批遙感影像（吉林一號MF02A04星下傳）。空天院供圖
本報訊（記者高雅麗）近日，中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院（以下簡稱空天院）利用自主研制成功的500毫米口徑激光通信地面系統(tǒng)與吉林一號MF02A04星開展星地激光通信實驗，通信速率達到10Gbps（每秒10G比特），所獲取的衛(wèi)星載荷數(shù)據(jù)質(zhì)量良好，可滿足高標準業(yè)務化應用需求。本次實驗的成功標志著我國已實現(xiàn)星地激光高速通信的工程應用，星地通信速率由Gbps邁入10Gbps時代。
空天院激光地面系統(tǒng)技術負責人、高級工程師李亞林介紹，當前星地通信主要采用微波技術，但微波頻段資源有限，常用的X頻段僅有375兆赫，近年來開始應用的Ka頻段也只有1.5吉赫，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，帶寬可達數(shù)百吉赫。
“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個量級（十倍到近千倍）?！崩顏喠终f。
同時，由于激光的發(fā)散角很小、能量高度集中，使激光地面系統(tǒng)接收到的功率密度高，衛(wèi)星能夠“輕裝上陣”，以遠小于微波通信載荷的體積、重量和功耗實現(xiàn)超高速率的通信。此外，激光具有很強的抗電磁干擾能力，用激光作為載波進行數(shù)據(jù)的發(fā)射與接收，能夠顯著提高星地通信的安全性。
星地激光通信技術難度高，空天院聯(lián)合中國科學院光電所、北京融為科技有限公司，先后突破了大氣信道預測及任務規(guī)劃調(diào)度、激光信號的快速捕獲建鏈和自適應光學校正、復雜大氣條件下的無誤碼傳輸?shù)纫幌盗嘘P鍵技術，在本次星地激光通信實驗中按照業(yè)務化應用標準，成功完成了星地協(xié)同任務規(guī)劃等業(yè)務流程，實現(xiàn)了在非穩(wěn)態(tài)信道下的星地激光高速、高可靠通信。
中國科學院院士、空天院院長吳一戎表示，目前我國遙感衛(wèi)星探測獲取的海量數(shù)據(jù)無法及時落地的問題十分突出，嚴重影響了衛(wèi)星應用效能發(fā)揮。在充分利用現(xiàn)有微波地面站的基礎上，積極布局國家衛(wèi)星激光通信地面站網(wǎng)，“激光+微波”組合運行模式有望徹底解決我國星地通信瓶頸問題。
《中國科學報》 (2023-06-29 第1版 要聞)
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