中新網(wǎng)北京1月30日電 (記者 孫自法)中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院(空天院)1月30日向媒體通報，該院項目團隊最近成功開展超百G星地激光通信業(yè)務(wù)化應(yīng)用實驗，通信速率達到120Gbps(吉比特每秒)。
實驗結(jié)果表明，星地激光通信鏈路穩(wěn)定、下傳數(shù)據(jù)質(zhì)量優(yōu)良，這是繼2023年實現(xiàn)10Gbps、2025年60Gbps之后，中國科學院空天院項目團隊取得的又一重大突破，標志著中國星地激光通信業(yè)務(wù)化應(yīng)用能力邁上一個新臺階。
星地之間成功實現(xiàn)秒級捕獲建鏈
本次實驗利用中國科學院空天院塔縣激光地面站自主研制500毫米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。
實驗獲取的首批SAR遙感影像(AIRSAT-02衛(wèi)星下傳)。中國科學院空天院 供圖這不僅刷新了中國星地激光通信傳輸速率紀錄，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)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)量達到12.656Tb(太比特)，并成功處理出高質(zhì)量遙感影像。
實現(xiàn)信號“收得穩(wěn)”“收得對”“收得快”
項目團隊技術(shù)負責人、中國科學院空天院高級工程師李亞林介紹說，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系列難題。
他形象解釋稱，若將星地激光通信比作在湍急的河流上架橋，10Gbps傳輸相當于鋪設(shè)單車道橋梁，結(jié)構(gòu)相對簡單；120Gbps傳輸則相當于建設(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。
項目團隊通過一系列關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)與突破，并歷經(jīng)多輪技術(shù)研究、反復實驗驗證與持續(xù)迭代優(yōu)化，實現(xiàn)信號“收得穩(wěn)”“收得對”“收得快”，使鏈路穩(wěn)定性和通信可用度得以大幅提升，確保此次120Gbps星地激光通信實驗的順利實施與圓滿成功。
將成為銜接天地網(wǎng)絡(luò)的骨干樞紐
作為中國首個業(yè)務(wù)化運行的星地激光通信地面站，參與本次實驗的塔縣激光地面站自2024年9月建成以來已承擔多項業(yè)務(wù)化運行任務(wù)，通信速率與傳輸效率持續(xù)提升。
塔縣激光地面站。中國科學院空天院 供圖實驗衛(wèi)星中科衛(wèi)星AIRSAT-02于2024年9月成功發(fā)射，2025年1月與塔縣激光地面站成功完成60Gbps星地激光通信實驗。此后，與中國科學院空天院共同開展一系列的衛(wèi)星在軌軟件重構(gòu)、星地激光通信實驗以及業(yè)務(wù)化運行驗證工作。
在中國科學院空天院所屬中國遙感衛(wèi)星地面站主任黃鵬正高級工程師看來，傳統(tǒng)微波通信目前仍是星地通信領(lǐng)域的主流技術(shù)，具有成熟穩(wěn)定、環(huán)境適應(yīng)性強的顯著優(yōu)勢。不過，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)是突破當前星地通信速率瓶頸的必然選擇。
黃鵬表示，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。(完)