速率超百G！我国星地激光通信架起“多车道高速桥”

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    近日，记者从中国科学院空天信息创新研究院(以下简称空天院)获悉，该院成功开展超百G星地激光通信业务化应用实验，通信速率达到120吉比特每秒(Gbps)。实验结果表明，通信链路稳定、下传数据质量优良。这标志着我国星地激光通信业务化应用能力迈上一个新台阶。
    本次实验利用空天院塔县激光地面站自主研制500毫米口径星地激光通信系统与中科卫星AIRSAT-02卫星，在卫星硬件无变化的情况下，通过卫星在轨软件重构，充分挖掘利用激光通信载荷的硬件潜能，将卫星激光通信载荷的能力从60Gbps提升至120Gbps。这不仅刷新了国内星地激光通信传输速率纪录，还破解了超高速星地激光通信链路难以快速建立、长时间稳定维持和高效可靠传输的难题。实验期间，星地之间成功实现了秒级捕获建链，建链成功率超过93%，最大连续通信时长108秒，获取数据量达12.656Tb，并成功处理出高质量遥感影像。
    团队技术负责人、空天院高级工程师李亚林说：“若将星地激光通信比作在湍急的河流上架桥，10Gbps传输相当于铺设单车道桥梁，结构相对简单；而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以实现快速连接，更要在多车道并行下保障极高的通行效率，其工程实现难度呈几何级增长。”
    为实现海量数据星地超高速传输，团队聚力开展技术攻关，成功突破一系列核心技术瓶颈。一是让信号“收得稳”，通过优化强实时光学畸变校正算法，精准抑制大气湍流引起的高频扰动，确保了微弱激光信号的稳定跟踪与高效耦合；二是让信号“收得对”，深度应用信号损伤补偿技术，在数字域精准消除高速率信号的非线性畸变，同时通过抗大气湍流高效率激光通信空口协议，确保了数据的低误码率；三是让信号“收得快”，改进非稳态大气信道自适应传输控制策略，有效解决了快衰落信道下的数据吞吐瓶颈，最大化利用信道容量，保障了超高速率传输效率。

来源：中国科学报