一直以来,太空和地面之间的数据传输主要依赖微波信道,然而这个“高速公路”现在面临日益严重的“空间拥堵”。这种情况给高分辨率遥感影像等天基海量数据实时传回到地面带来了极大的挑战。 最近,中科院空天信息创新研究院在塔什库尔干自治县的地面站搞了个大动作,成功把星地激光通信速率给拉到了120Gbps。这套系统不光刷新了国内速率记录,还意味着咱们的技术已经从实验室里的验证阶段,正式走到了能干活的业务化运行阶段。负责这次实验的高级工程师李亚林把它比作一条多车道、超高速的专用光通道。他算了一笔账,每秒120吉比特的速度,够一秒钟内传完几十部高清电影,这对遥感大数据和科学观测数据的实时下传来说,是个全新的好路子。 这套系统之所以能跑这么快,主要靠的是自主研发的核心技术。空天院自己造了一套500毫米口径的星地激光通信地面系统。实验用的卫星AIRSAT-02是由中科卫星科技集团有限公司造的,它上面的终端设备是北京融为科技有限公司搞出来的。 特别厉害的是,科研人员没动卫星硬件平台的一根筋,就在“在轨软件重构技术”上动了心思,把原来60Gbps的速率翻倍到了120Gbps,把卫星上的设备潜力给彻底挖了出来。 这事儿办成了最硬气的指标是什么?就是成功率高达93%。系统能在一秒钟内快速抓到目标并建立连接,最长一次连着通了108秒。累计下传了高达12.656太比特的数据,这些数据处理完都变成了高质量的遥感影像。 李亚林高级工程师说,从10G到120G,这可不是简单地翻一倍那么简单,难度呈指数级增长,“就像把一座单车道的桥变成多车道的立体交叉桥”。团队在三个方面突破了难关:一是“收得稳”,通过优化算法抑制大气湍流;二是“收得对”,用高阶调制矫正波形失真;三是“收得快”,用智能策略适应信道变化。 中国遥感卫星地面站主任黄鹏从需求角度看问题,他觉得传统微波的带宽根本跟不上以后那些高分辨率、高光谱、合成孔径雷达卫星产生的“数据洪流”。激光通信利用无限频谱资源,带宽大、抗干扰强、保密性好,是打破瓶颈的必然选择。 这次实验的大本营选在了塔县激光地面站。这是咱们国家第一个正式投入使用的专用地面站。2024年9月建好运行后,已经接收了好几回实际任务了。实验用的卫星AIRSAT-02是2024年9月发射的,2025年1月才完成了60Gbps的验证。这次能把速率干到120Gbps,说明咱们的技术已经初步具备接招未来超高流量业务的本事了。 这次突破不光是创了纪录,更重要的是在实际应用里证明了自己靠谱。未来随着网络布局完善和载荷技术迭代,激光通信很可能会成为连接太空和地面网络的“太空光枢纽”,为构建国家空间信息基础设施打下坚实基础。