从电波到激光 星间信号传输模式这样变

2019-05-23 01:35:48   来源:科技日报   

视觉中国

本报记者 张佳星

    “星座中的卫星会组建‘星间互联网’,之前它们用无线电波‘对话’,现在升级为利用激光链路传递信息。”航天行云科技有限公司副总经理杜利近日接受科技日报记者采访时表示,通过携带能够发射和接收激光的载荷,星间通信将从“电波时代”跨入“激光时代”。

    在电波时代,卫星之间的通讯信号发射犹如“小李飞刀”,不断丢出信号包,刀刀命中,但数据量的传输体量有所限制。随着人们通讯需求的增加,很可能出现“拥堵”的情况,就如同一筐“飞刀”有发射需求,“小李”武功再高也很难通过传统模式完成。

    星间激光通信给出了解决之道,它犹如动感超人发射的“动感光波”,速度极快能量更大。那么星间激光通信为什么能够满足更大的需求?具体是一个什么样的通信过程呢?实现星间激光通信的难点又在哪里?

    又快又“重载”,激光传输好处数不胜数

    随着卫星通信传输数据需求的增加,传输数据量剧增,传统的微波通信受到传输容量的限制,成为星间通信“瓶颈”。杜利认为,现代的卫星通信在准确的基础上,需要量大、实时、传输距离远,这要求卫星通信具有更高的传输数据率。

    既然传统模式难以完成,那么什么载体更能担大任呢?人们想到了“光”,激光将以接近光速的速度传递信息,完成实时、快速的要求。

    星间激光通信所利用的激光比微波频率高3—4个数量级。频率越高意味着它在同样的时间里变化越大,就如同一个弹簧的“压缩”,能够“压入”更大量的数据,实现对数据的“重载”。

    选择激光作为载体,人们还得到了很多其他的便利。杜利解释:星间激光通信无需频率申请许可,而传统的无线电波频段是战略资源,目前国际电联严格管控星载微波频段,很难申请大容量数据带宽,我国用户申请频率许可更是难上加难。激光通信意味着绕开了“管制空路”,获得了更广阔的便利空间。

    此外,星间激光通信具有比微波更窄的波束,信号覆盖范围很小,因而具有很好的抗干扰和抗截获能力。犹如利剑直插,难以被阻挡或化解。

    在对基础设备的功耗方面,激光通信也更显“友好”。杜利解释,星间激光通信的能量聚集度很高,当链路所需数据率在Gbps以上时,星间激光通信在终端体积、重量和功耗方面具有明显优势,从而降低了对卫星平台的要求。

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