8月10日，“西光壹號”系列一箭五星在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心搭乘“谷神星一號”遙七運載火箭發(fā)射升空，中國科學(xué)院西安光機所自主研發(fā)的星載光交換機作為重要載荷之一搭載升空，開展國內(nèi)首次高速光交換技術(shù)的空間驗證工作。
近日，好消息傳來，載荷順利開機多項技術(shù)驗證試驗按期正常進行，地面測試結(jié)果表明：星載光交換機各項功能正常，高光譜圖像信息完整，下傳地面解析后達到 “零誤碼”“零丟包”水平，實現(xiàn)全部既定目標，高速光交換技術(shù)在軌試驗取得圓滿成功。
搭建覆蓋全球的空間大容量光網(wǎng)絡(luò)，是未來實現(xiàn)海量用戶信息互聯(lián)共享的必由之路。星載光交換技術(shù)突破傳統(tǒng)技術(shù)壁壘，在光域直接將光信號進行交換處理，無需“光／電”“電／光”轉(zhuǎn)換，有效解決了電交換處理存在的“電子速率瓶頸”問題，具有網(wǎng)絡(luò)資源配置智能動態(tài)、通信體制與協(xié)議透明、組網(wǎng)擴展靈活、功耗低等優(yōu)勢，是太空“高速信息公路網(wǎng)絡(luò)的立交橋”，是空間海量數(shù)據(jù)分配、轉(zhuǎn)發(fā)等處理的核心技術(shù)。此次試驗成功，是繼2022年5月20日實現(xiàn)星間激光通信技術(shù)在軌驗證之后，西安光機所高速空間激光通信領(lǐng)域體系化發(fā)展取得的又一重要星上應(yīng)用，再次夯實了我國未來空間大容量光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的核心技術(shù)儲備和裝備支撐。
西安光機所的星載光交換技術(shù)，起步于“十二五”、發(fā)展于“十三五”、見效于“十四五”。“十二五”初期，面向空間信息網(wǎng)絡(luò)國家戰(zhàn)略需求，西安光機所率先部署星載光交換技術(shù)研究方向。基于四波混頻光學(xué)非線性效應(yīng)，利用光波長作為用戶地址，在光信號傳輸?shù)倪^程中進行地址識別，達到無延時全光數(shù)據(jù)交換目的，避免了光緩存的難題。該技術(shù)取得4項國家發(fā)明授權(quán)專利，研制的全光交換系統(tǒng)作為代表性成果參加了國家“十二五”科技創(chuàng)新成就展。
“十三五”初期，西安光機所開展星載激光／微波融合的光電混合交換技術(shù)研究。解決了激光／微波互轉(zhuǎn)換難題，開發(fā)了基于IP OVER CCSDS天地互連協(xié)議的星載光交換原理樣機，吞吐量達到每秒50吉比特，包轉(zhuǎn)發(fā)延遲微秒量級。“十三五”末期，突破高速光報文交換技術(shù)，探索出“百吉比特量級大容量＋納秒量級低延遲”為核心指標的全光報文交換技術(shù)體系，并完成了高速光報文交換原理樣機研制。
“十四五”初期，在突破上述一系列高速光交換技術(shù)基礎(chǔ)上，西安光機所持續(xù)攻克光電器件高穩(wěn)定性、通道串擾抑制、交換鏈路匹配等一系列工程技術(shù)難題，自主研發(fā)的星載光交換載荷隨“西光壹號”衛(wèi)星順利入軌，表明西安光機所實現(xiàn)了從基礎(chǔ)研究向工程應(yīng)用跨越發(fā)展的成功轉(zhuǎn)身。
圍繞自由空間領(lǐng)域信息高速互聯(lián)需求，西安光機所不僅在大力發(fā)展空間激光通信技術(shù)作為信息“高速路”，還在大力發(fā)展高速光交換技術(shù)作為信息“立交橋”，發(fā)展全光再生技術(shù)作為信息“加油站”，目前已建成集聚光、機、電、熱、信息處理、空間環(huán)境實驗、整機裝配和檢測等功能設(shè)計于一體的、國內(nèi)較為全面的空間激光通信領(lǐng)域科研與工程研制平臺。
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