6/9/2014, 最近幾天，美國航天局宣布利用激光束把一段37秒的高清視頻從國際空間站傳回地面的新聞被各類網站轉載。一些媒體為此歡呼說，太空的寬帶時代就要到來了嗎？
激光通信很早就被光通信業者關注，只不過在自由空間光通信FSO技術熱了幾年之后因為用途有限，成本也不低，逐漸銷聲匿跡。這一次沾了NASA的光，激光通信被主流媒體炒得熱熱鬧鬧。美國航天局在新聞中介紹說，他們的名為“激光通信科學光學載荷”(OPALS)的項目利用極為細小的激光束傳輸數據，速率可比現有基于無線電波的通信方式提高10倍到1000倍。這次試驗中使用的時長37秒、名為“你好，世界!”的高清視頻，只用了3.5秒就成功傳回，相當于傳輸速率達到每秒50兆，而傳統技術下載需要至少10分鐘。
但是事實上，這并不是空間激光通信的首次報道，50Mbps的帶寬也不是什么新紀錄。網上可以找到一條2012年的新聞說，“國際空間站的俄羅斯區段在10月2日首次通過激光將寬帶信息傳輸到地面站。傳輸數據量為2.8GB，傳輸速度達到每秒125MB。”新聞里說俄羅斯的太空激光通信系統由俄精密儀器制造系統公司和“能源”火箭航天公司共同研發。它從太空發射激光信號，再由地面接收站將激光解調成電信號，從而實現信息傳輸。根據俄航天部門今年2月進行的實驗，該系統可在1000公里的距離內以每秒2至75MB的速度傳輸數據。與傳統的無線通信相比，激光通信的優點是保密性強、不怕電磁干擾和通信質量好。
光通信技術雜志2010年8月號發表了時為北京郵電大學信息光子學與光通信教育部重點實驗室以及上海光機所中科院空間激光通信與檢驗技術重點實驗室劉宏展博士的文章“空間激光通信發展趨勢分析”。文章一開頭就說空間激光通信一直是許多技術強國一直在投入大量人力，財力，物力進行研究的，真正意義上第一次長距離相干光通信就說以空間激光通信的方式實現的，而不是在光纖網絡上。2008年，歐洲航天局的科學家就利用搭載在德國TerraSAR-X 衛星上的第二代最新星間激光通信終端與相距5000km 的美國N-FIRE 衛星上的激光通信終端進行了B/SK 調制、零差接收的相干通信實驗，其誤碼率小于10^-9、數據傳輸速率達到了5.625Gb/s。而這個時候光纖網絡中還未實現相干通信。相比而言，劉宏展博士的文章說直接調制系統由于空間環境下背景噪聲的問題最大通信速率不超過50Mbps每秒。
文章還指出，對于新興的量子保密通信，如何解決量子密鑰長距離的有效分發是成功實現量子通信的關鍵。利用衛星來分發單光子(或糾纏光子對)的方法為遠程量子通信網絡提現有的光纖和陸上自由空間鏈路所帶來的距離限制，實現真正意義上的全球量子通信。供了一種獨特的解決方案，這將克服現有的光纖和陸上自由空間鏈路所帶來的距離限制，實現真正意義上的全球量子通信。歐洲航天局從2002年就開始組織了一批相關的研究項目。
對于光通信業者來說，空間激光通信里的光器件選擇相信一定是更多廠商關心的。這方面，劉博士的文章提到，2009 年，歐洲航天局ESA 在其發射的SMOS （Soil Moisture and Ocean Salinity）衛星上裝備了大量的光子器件，比如光纖傳感器、6.25Gb/s 的空間光纖接收發射模塊 和內嵌VCSEL 激光器及其驅動電路的ADC-DSP-DAC 高速傳輸模塊（速率為25Gb/s）等。
武漢楚星的關總曾經告訴編輯，他們的特種光纖產品也被應用到我國航天飛船的項目中。可以相信，隨著中國航天事業的進展，會有越來越多的光電器件產品被應用到航天產品中。NASA的這條新聞雖然不算新，但對于空間激光通信來說也是很好的宣傳稿，希望不久也能看到我們國家的空間激光通信試驗的進展。
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
