塔縣激光地面站。

本報(bào)訊（記者高雅麗）近日，記者從中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院（以下簡稱空天院）獲悉，該院成功開展超百G星地激光通信業(yè)務(wù)化應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，通信速率達(dá)到120吉比特每秒（Gbps）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通信鏈路穩(wěn)定、下傳數(shù)據(jù)質(zhì)量優(yōu)良。這標(biāo)志著我國星地激光通信業(yè)務(wù)化應(yīng)用能力邁上一個(gè)新臺階。

本次實(shí)驗(yàn)利用空天院塔縣激光地面站自主研制500毫米口徑星地激光通信系統(tǒng)與中科衛(wèi)星AIRSAT-02衛(wèi)星，在衛(wèi)星硬件無變化的情況下，通過衛(wèi)星在軌軟件重構(gòu)，充分挖掘利用激光通信載荷的硬件潛能，將衛(wèi)星激光通信載荷的能力從60Gbps提升至120Gbps。這不僅刷新了國內(nèi)星地激光通信傳輸速率紀(jì)錄，還破解了超高速星地激光通信鏈路難以快速建立、長時(shí)間穩(wěn)定維持和高效可靠傳輸?shù)碾y題。實(shí)驗(yàn)期間，星地之間成功實(shí)現(xiàn)了秒級捕獲建鏈，建鏈成功率超過93%，最大連續(xù)通信時(shí)長108秒，獲取數(shù)據(jù)量達(dá)12.656Tb，并成功處理出高質(zhì)量遙感影像。

團(tuán)隊(duì)技術(shù)負(fù)責(zé)人、空天院高級工程師李亞林說：“若將星地激光通信比作在湍急的河流上架橋，10Gbps傳輸相當(dāng)于鋪設(shè)單車道橋梁，結(jié)構(gòu)相對簡單；而120Gbps傳輸則相當(dāng)于建設(shè)多車道高速大橋，不僅要求架設(shè)速度快以實(shí)現(xiàn)快速連接，更要在多車道并行下保障極高的通行效率，其工程實(shí)現(xiàn)難度呈幾何級增長?！?/p>

為實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)星地超高速傳輸，團(tuán)隊(duì)聚力開展技術(shù)攻關(guān)，成功突破一系列核心技術(shù)瓶頸。一是讓信號“收得穩(wěn)”，通過優(yōu)化強(qiáng)實(shí)時(shí)光學(xué)畸變校正算法，精準(zhǔn)抑制大氣湍流引起的高頻擾動，確保了微弱激光信號的穩(wěn)定跟蹤與高效耦合；二是讓信號“收得對”，深度應(yīng)用信號損傷補(bǔ)償技術(shù)，在數(shù)字域精準(zhǔn)消除高速率信號的非線性畸變，同時(shí)通過抗大氣湍流高效率激光通信空口協(xié)議，確保了數(shù)據(jù)的低誤碼率；三是讓信號“收得快”，改進(jìn)非穩(wěn)態(tài)大氣信道自適應(yīng)傳輸控制策略，有效解決了快衰落信道下的數(shù)據(jù)吞吐瓶頸，最大化利用信道容量，保障了超高速率傳輸效率。