我国星地激光通信实现120Gbps突破 天地一体化信息网络建设取得重大进展

当前,空间信息获取与传输已成为国家战略竞争的重要领域。

随着遥感卫星、通信卫星等空天平台数量不断增加,海量数据的高速回传需求日益迫切,传统微波通信技术面临的频谱资源限制问题日益凸显。

在此背景下,星地激光通信技术因其超高速率、大容量的优势,成为突破星地通信瓶颈的必然选择。

中国科学院空天信息创新研究院项目团队最近成功开展的超百吉比特星地激光通信业务化应用实验,正是对这一技术方向的重要验证。

本次实验利用该院自主研制的500毫米口径星地激光通信系统与中科卫星AIRSAT-02卫星,在卫星硬件保持不变的情况下,通过在轨软件重构,将卫星激光通信载荷能力从60Gbps提升至120Gbps,成功刷新了中国星地激光通信传输速率纪录。

实现这一突破并非易事。

星地激光通信面临多重复杂挑战:卫星平台微振动、大气湍流扰动等因素严重影响信号质量,高频实时校正精度不足、超高速信号处理能力有限、非稳态大气信道高效传输难度大等问题长期困扰业界。

项目团队技术负责人形象地比喻,如果说10Gbps传输相当于在湍急河流上架设单车道桥梁,那么120Gbps传输则相当于建设多车道高速大桥,不仅要求架设速度快,更要在多车道并行下保障极高的通行效率,工程实现难度呈几何级增长。

为克服这些难题,项目团队通过一系列关键技术攻关与突破,历经多轮技术研究、反复实验验证与持续迭代优化,最终实现了信号"收得稳""收得对""收得快"的目标。

实验数据充分证明了这一成果的可靠性:星地之间成功实现秒级捕获建链,建链成功率超过93%,最大连续通信时长达108秒,获取数据量达12.656太比特,并成功处理出高质量遥感影像。

这些指标表明,星地激光通信链路已具备稳定性强、可用度高的特点。

从应用实践看,参与本次实验的塔县激光地面站自2024年9月建成以来,已成为中国首个业务化运行的星地激光通信地面站,承担多项业务化运行任务。

实验卫星AIRSAT-02于2024年9月成功发射,今年1月与塔县激光地面站完成60Gbps星地激光通信实验,随后与空天院共同开展一系列在轨软件重构、星地激光通信实验及业务化运行验证工作。

这种快速迭代的发展节奏,充分体现了中国在该领域的技术进步速度。

从战略意义看,星地激光通信技术的突破具有深远影响。

传统微波通信虽然成熟稳定、环保适应性强,但频谱资源有限,难以满足未来海量空天数据的高速回传需求。

星地激光通信的业务化应用,将有望彻底突破星地通信速率瓶颈。

随着激光通信地面站网布局的完善、技术指标的迭代升级,星地激光通信有望成为衔接天基信息网络和地面光纤网络的骨干枢纽,助力构建天地一体化融合的空间信息网络体系。

从10Gbps到60Gbps再到120Gbps,速率跃升不仅是指标刷新,更是工程体系与业务能力的综合检验。

面向空天信息需求的快速增长,唯有把技术突破落实到可持续运行、可复制推广、可体系化应用上,才能将“高速回传”转化为更及时的服务供给与更可靠的安全能力,为数字化治理、应急保障与产业发展提供更坚实的空间信息底座。