空间激光通信技术,开启“太空互联网”之旅

来源:中国军网作者:张乃千 唐嘉责任编辑:李文慧
2017-08-17 17:21

“你好,世界!”这句看似普通的话,或将开启人类探索太空的新时代。这句话来自美国国家航空航天局录制的一段37秒的高清视频,跨越太空和大气层回传到地面用时3.5秒。虽然在如今的“4G时代”这个速率有些不值一提,但若不是采用了激光通信技术,传统的无线电传输则至少需要10分钟。

网络图

从烽火狼烟到太空Wifi

传统的无线电通信技术有着自身不可避免的缺陷,不仅由于各种通信波段之间相互干扰会影响通信质量,想要在“寸土寸金”的航天器上增加天线面积和数量来提升通信效果也真的比“登天”还难。更为重要的是,随着空间通信数据形式的不断丰富,单纯的无线电通信已经难以满足急剧增长的通信带宽需求,易受干扰的无线电波也加剧了太空军事应用的风险。

曾几何时,人们就曾利用“烽火狼烟”接力通信,将千里之外的边关战事信息第一时间传递至内地。从上个世纪60年代激光发明之后,利用激光进行无线光通信就成为研究的热点。说起激光通信,可能还有点陌生,但如果一提到光纤通信,我想大家都耳熟能详。其实,光纤通信只是激光通信的一个具体应用,是指激光在光纤介质中的传输。空间激光通信主要利用激光作为载体,将信息加载到激光上发送,并在外太空等自由空间内进行信息传输,到了接收端经过一系列光电变换就可实现信息的传输和通信。

美国国家航空航天局此次研究的“激光通信中继演示”系统就是典型的空间激光通信系统,有望使空间信息传输速率提升至100倍,未来甚至可能演变成太空“高速互联网”。预计美国国家航空航天局最早将于2019年发射该演示系统的通信卫星并建立地面站,届时将实现从“烽火狼烟”到“太空Wifi”的革命性变化。

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