星地激光通信速率刷新至每秒120吉比特 业务化试验迈出高速下行关键一步

天地之间的数据传输正面临新的挑战。

随着遥感卫星、气象卫星等空间平台获取的信息量不断增加,传统微波通信频谱资源有限的瓶颈日益凸显。

如何实现海量数据的高速、实时回传,成为制约我国空间信息应用发展的关键问题。

近日,中国科学院空天信息创新研究院在新疆塔县激光地面站成功开展了超百吉比特每秒的星地激光通信业务化应用实验,将通信速率提升至120Gbps,创造了我国星地激光通信传输速率新纪录。

这一突破意味着,在卫星与地面之间架起了一条容量巨大、速度极快的"光桥"。

按照技术人员的形象比喻,每秒120G的传输能力相当于1秒钟就能传输数十部高清电影的数据量。

此次实验采用了空天院自主研制的500毫米口径星地激光通信系统。

实验卫星AIRSAT-02由中科卫星科技集团有限公司负责研制,北京融为科技有限公司负责星地激光通信终端的设计与研制。

值得注意的是,在卫星硬件不变的条件下,通过在轨软件重构技术,将原有60Gbps的通信能力提升至120Gbps,有效挖掘了载荷潜能,体现了我国航天技术的灵活性和创新性。

实验期间,系统实现了秒级快速捕获建链,建链成功率达93%以上,最大连续通信时长108秒,累计下行数据量12.656Tb,并已成功处理出高质量遥感影像。

这些数据充分说明,我国已突破了超高速激光通信链路快速建立、稳定维持与可靠传输的技术难题。

从10Gbps到120Gbps的跨越,技术复杂度和工程难度急剧增加。

为实现这一突破,科研团队在三个方面实现了核心技术创新。

一是让信号"收得稳",通过优化算法,有效抵消大气扰动对激光信号的干扰;二是让信号"收得对",采用先进的信号处理技术,在数字层面纠正传输中产生的失真;三是让信号"收得快",动态调整传输策略,适应信道变化,最大限度利用通信容量。

这三个方面的突破相辅相成,共同保证了每秒120G的高速、稳定传输。

传统微波通信虽然成熟稳定,但频谱资源有限,难以满足未来海量数据的实时回传需求。

星地激光通信具有带宽巨大、容量充足的优势,是突破星地传输瓶颈的必然方向。

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,自2024年9月投入运行以来,已承担多项业务化任务。

AIRSAT-02卫星于2024年9月发射,2025年1月曾完成60Gbps传输实验,此次实验的成功进一步验证了该系统的可靠性和先进性。

从技术应用前景看,随着激光通信地面站网的布局完善与技术迭代升级,星地激光通信有望成为天基信息网络与地面光纤网络之间的关键枢纽。

这将为我国构建天地一体化空间信息体系提供重要支撑,推动遥感、通信、导航等空间应用向更高水平发展。

从微波到激光,从单车道到高速网,我国星地通信技术的跨越式发展,折射出科技创新对国家战略的支撑作用。

随着空间基础设施与地面网络深度融合,这条横跨天地的"光桥"不仅将重塑数据传控体系,更将为数字经济时代构建起全新的信息动脉。

站在120Gbps的新起点,中国正以自主创新之笔,书写着天地协同的智慧未来。