1秒鐘傳輸一張光碟所有數據！我國首次開展空間高速相干激光通信試驗

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1秒鐘傳輸一張光碟所有的數據。近期，搭載首顆量子科學實驗衛星發射升空的相干激光通信載荷「浮出水面」。這是我國首次開展的星地高速相干激光通信試驗，已具備5.12Gbps數據、圖片和視頻的傳輸速率能力。（下圖是以5.12Gbps速率下傳實時接收的圖像）

世界首次1550nm波段相干激光通信在軌試驗

此次試驗是世界首次1550nm波段相干激光通信在軌試驗。激光通信是一種利用激光傳輸信息的通信方式。相干激光通信技術具有接收靈敏度高、可全天時工作等特點，是未來空間高速通信組網的重要手段，可克服高解析度成像衛星等數據傳輸有限的瓶頸，特別適用於空間超遠距離（數萬公里）衛星間的高速激光通信。

相比第一代的幾十、數百Mbps速率的直接探測激光通信技術，第二代的空間相干激光通信技術速率可達到數Gbps，乃至數十Gbps，是國際上高度關注的前沿高科技技術。

具備雙向通信實驗的條件

在這之前，歐美等發達國家已投入大量人力物力開展激光通信技術研究。2007年，歐空局率先與美國合作，在兩顆衛星之間，採用1064nm波段、多路復接方式實現了5.6Gbps的相干激光通信。2013年，美國宇航局在月球和地球之間建立了激光鏈路，演示激光通信的下載和上傳數據的能力。2014年6月6日，美國航天局宣布利用激光束把一段時長37秒的高清視頻，從國際空間站傳輸到地面，只用了3.5秒，而傳統技術下載需要至少10分鐘。2015年，歐空局又實現了低軌與高軌衛星之間的相干激光通信，通信速率達到1.8Gbps，開闢了利用相干激光通信進行數據中繼的先河。

此次由中科院上海光機所牽頭研製的空間高速相干激光通信載荷是2012年在中科院支持下啟動，2016年8月16日搭載「墨子號」量子衛星發射升空，2016年12月28日至2017年1月15日開展了首輪在軌測試，實現了星地距離1000公里以上，低仰角（20度左右）情況下，下行單路通信速率5.12Gbps，並成功進行了圖像傳輸，圖片清晰；同時也進行上行PPM調製直接通信，通信速率20 Mbps。

高速相干激光通信載荷總指揮陳衛標介紹，這是我國首次開展空間高速相干激光通信試驗，在軌測試的完成，表明該載荷已具備持續開展雙向激光通信實驗的能力，對我國高速相干激光通信技術來說，具備里程碑的意義。

來源:上觀新聞 作者：黃海華

題圖來源：視覺中國 圖片編輯：曹立媛

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