重大突破!中国星地激光通信技术:领先美国“星链”

卓哥谈科技 2025-01-04 11:02:49

近期,我国在激光数传领域又实现一重大突破——首次星地激光100Gbps超高速高分辨遥感影像传输试验成功。

这可能为6G和其它应用铺平道路,包括超高分辨率遥感和下一代卫星定位技术;这一进展也使中国在星地激光通信方面领先于马斯克的星链。

星地激光通信系统是一种利用激光技术实现卫星与地面站之间高速数据传输的先进通信方式。星地融合通信系统也被认为是未来网络的发展方向之一。

吉林一号:全球最大亚米级商业遥感卫星星座

据“吉林一号”官方介绍,该项试验是由长光卫星技术股份有限公司(简称“长光卫星”),使用自主研制的车载激光通信地面站与“吉林一号”平台02A02卫星共同完成的。

该项试验是继星地10Gbps、星间100Gbps激光数传试验成功后的又一项重大突破,标志着我国在星间/星地融合构建超高速光网传输领域迈出重要一步。

长光卫星技术股份有限公司成立于2014年12月1日,是我国第一家商业遥感卫星公司,由吉林省政府、中科院长春光机所、社会资本以及技术骨干共同出资成立。

“吉林一号”就是长光卫星自主研发的商用卫星星座。目前,“吉林一号”是我国最大的遥感卫星星座,也是全球最大的亚米级商业遥感卫星星座,它包括多种类型的高性能光学遥感卫星,如视频、高分、宽幅、红外、多光谱等系列。

2015年10月7日,“吉林一号”一箭四星在酒泉卫星发射中心成功发射。“吉林一号”卫星也是我国第一颗自主研发的商用高分辨率遥感卫星、我国第一颗以一个省的名义冠名发射的自主研发卫星、我国第一颗自主研发的“星载一体化”商用卫星......

“吉林一号”一箭四星发射成功,也正式拉开了中国商业航天的大幕,标志着中国航天遥感应用领域商业化、产业化发展迈出重要一步。

2024年11月11日,“吉林一号”高分05B星、“吉林一号”平台02A03星成功发射升空,并进入预定轨道。至此,“吉林一号”在轨卫星数量增至117颗。

作为我国最大的遥感卫星星座,目前“吉林一号”星座可对全球任意地点实现每天38~40次重访,具备全球一年覆盖6次、全国半月覆盖1次的能力,在遥感信息服务上占据优势地位,并逐渐成为全球重要的航天遥感信息来源。

星地激光通信系统:助力6G卫星互联网发展

此次长光卫星的星地超高速激光通信技术的突破,也为下一代遥感星座的部署和高效运行奠定了基础。遥感数据快速落地不仅可更好服务于灾害监测、国防安全、智慧城市、环境保护、应急响应等领域,还可应用到中国卫星互联网星地融合移动系统建设中,提供更宽的频谱和更高的数据传输速率,助力5G NTN(非地面网络)到6G卫星互联网发展。

长光卫星激光通信地面站技术负责人王行行受访时表示,这一进展将使长光卫星领先于马斯克的商业卫星服务“星链”(Starlink)。

同时,他还表示,“马斯克的星链已经展示了它的星间激光通信系统,不过还没有部署星地激光通信系统。我们认为他们可能拥有这项技术,但我们已经抢先开始大规模部署了。我们计划在吉林一号星座的所有卫星上部署这些激光通信装置,以提高其效率,目标是到2027年实现300颗卫星联网。”

卫星激光通信:星间与星地技术应用现状

马斯克星链(Starlink)为代表的星间激光通信系统,是一种利用激光束在空间进行图像、语音、信号等信息传递的通信方式,通过星间链路,数据可以直接在卫星之间传输,可以为低轨卫星用户、航空用户、无人机用户和地面终端设备提供中继服务。

2021年1月,SpaceX公司发射了带激光通信的星链卫星,将星间激光通信实现产业化。截至目前,星链(Starlink) 网络拥有超过5600颗活跃卫星,其中近3000颗星带有星间激光通信。

相比之下,我国卫星激光通信起步虽然较晚,但发展迅速。2020年,我国“行云二号”01星、02星之间实现建链流程完整、遥测状态稳定的双向通信,标志着我国实现星间激光通信零的突破。

2020年3月起,长光卫星组建攻关团队历经3年多的研发测试,开展车载激光通信地面站与星载激光通信终端地面水平对接测试。2024年1月消息,长光卫星利用自主研制的“吉林一号”平台02A01星、平台02A02星,成功开展中国首次星间激光100千兆比特每秒超高速高分辨遥感影像传输试验。

目前,长光卫星已具备研制甚高分辨率光学遥感卫星的能力,全面掌握星地、星间100Gbps雷射通信技术,并成功构建了超高速雷射数据传输网络。

在新华社《让人类与卫星更好“对话”》一文中。长光卫星星载激光通信技术负责人邢斯瑞说,星间激光通信技术已经在多处实现商业运营,比较典型的是美国“星链”星座在V1.5及更新版本的卫星上均搭载了星间激光通信载荷。

星地激光通信技术则大多数处于试验阶段,比较典型的是欧空局的欧洲数据中继系统项目(EDRS),它是世界上首个商业化运营的高速率星地激光通信系统。

此外,多位专家认为,目前国内星地激光通信的激光终端在通信速率、传输距离等指标上接近国际最高水平,但整体来看,工程应用经验相对欠缺,距离开展可靠、成本低、便携的工程化应用还任重道远。此次星地激光通信的突破可喜可贺,但后续如何进一步商业化运营也是关键。

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