在遥感成像、灾害监测、海洋观测、资源调查等任务快速发展背景下,卫星对地观测能力持续增强,带来数据量和回传时效要求同步攀升。
如何把“看得更清、更快”的海量信息及时送回地面,成为制约应用效益的关键环节。
记者从中国科学院空天信息创新研究院获悉,该院已完成星地激光通信业务化应用实验,通信速率达到120Gbps,链路运行稳定、下传数据质量优良,标志着我国在超高速星地数据传输工程化能力上取得重要进展。
问题:海量数据回传需求增长与传输能力瓶颈并存。
传统星地通信以微波为主,技术成熟、覆盖广、环境适应性强,在多数任务场景中仍承担主力。
然而,随着卫星载荷分辨率提高、观测频次加密、数据产品精细化程度提升,回传带宽需求呈现爆发式增长,频谱资源和带宽上限带来的限制日益突出。
尤其在应急、灾害等“分钟级响应”场景中,数据回传速度直接关系到决策效率和服务能力。
原因:星地激光通信虽具备高带宽潜力,但工程应用面临多重复杂扰动。
与微波相比,激光通信频段更高、带宽更大,具有实现超高速传输的天然优势,被业内视为满足未来海量数据回传需求的重要方向。
但其应用效能受卫星平台微振动、指向控制误差以及大气湍流等因素影响,往往会带来链路捕获困难、稳定维持挑战大、误码控制与吞吐效率难以兼顾等工程难题。
换言之,“能连上”只是第一步,“连得快、连得久、传得稳、传得准”才是业务化真正要解决的问题。
影响:120Gbps实验验证提升我国高时效数据服务能力和应用想象空间。
此次实验刷新国内纪录,关键意义不仅在于速率数字本身,更在于面向业务化运行条件下,实现链路稳定与数据质量的综合验证。
空天院相关负责人表示,实验突破了超高速链路快速建立、长时间稳定维持和高效可靠传输等难题,通信可用度显著提升。
对行业而言,这意味着在同等过站时间内可回传更多有效数据,有助于缩短从“卫星获取”到“地面处理与分发”的链条时延,为高分辨率遥感产品、连续观测业务和应急服务提供更强带宽支撑。
对策:以系统工程思路打通“建链—稳链—高效传输”关键环节。
团队技术人员介绍,为满足多通道并行的超高速传输要求,必须同时解决快速捕获跟踪、稳定对准与可靠传输等系统性问题。
相关技术路线强调在复杂扰动条件下提升信号接收稳定性、识别准确性与传输效率,通过多轮研究、反复验证和持续优化迭代,推进核心技术瓶颈突破。
业内人士认为,面向规模化应用,仍需在地面站布局、全天候运行保障、与现有微波体系协同等方面持续完善,形成多手段互补的星地通信体系,以更好适应不同轨道、不同气象与不同任务优先级的需求。
前景:激光通信有望成为新一代星地传输能力的重要支点。
随着卫星互联网、对地观测体系和综合时空信息服务加快发展,数据链路将从“可用”走向“高效、弹性、可扩展”。
星地激光通信以高带宽优势,可为未来高数据率载荷、星座化组网和高频次业务提供关键支撑;同时,传统微波通信在稳定性和覆盖方面仍具不可替代性。
业内判断,面向长期发展,构建“微波为基础、激光为增量、按需切换”的融合方案,将更符合工程化与商业化推进规律。
从"单车道"到"多车道高速大桥"的跨越,折射出我国航天信息技术的创新韧性。
这项突破不仅填补了星地超高速传输技术空白,更展现出中国航天人直面"卡脖子"难题的攻坚智慧。
在数字化浪潮席卷全球的今天,持续突破通信技术天花板,将为国家空天信息体系建设注入更强劲动能。