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美德两国卫星曾实现20分钟在轨激光通信

2013-08-29 00:02
默菲
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  激光通信的原理

  激光通信的原理与普通的无线电通信相类似。所不同的是,无线电通信是把声音、图像或其他信号调制到无线电载波上发送出去,而激光通信则是把声音、图像或其他信息调制到激光载波上发送出去。激光通信可分为地面大气通信、宇宙空间通信和光学纤维通信。

  在较好的地面气候条件下,可以实现几十公里至上百公里间的定点激光通信。但是激光束一旦受到大气中云、雾、烟尘等因素的影响就会受到衰减和起伏扰动,使通信距离和通信质量都受到很大影响。为了克服激光地面大气通信的上述缺点,很多国家作了很大努力,并取得了可喜的成果。在这种通信系统中,载有通信信息的激光束沿着直径小于0.1毫米的优质光学纤维波导传输,从根本上排除了大气中各种衰减和干扰因素的影响。

  在地球大气层外的宇宙空间,激光束基本上不受任何衰减和干扰影响,因此可实现极远距离间的定向通信联系。人造卫星和宇宙飞船之间的激光通信系统正在研究过程中。

  利用激光的高定向、高亮度以及可沿空间不同方向和不同位置进行精细扫描的特性,人们可实现激光传真通信,即把图片、文件、样本、字迹等信息,通过激光束的扫描作用而转变为被调制了的电信息发送出去,在接收端通过解调制作用和显示设备,再把所传递的图像信号复现出来。

  基于定向激光束扫描记录和扫描检测的原理,人们还制成了商品化的视频录像盘,利用一张普通唱片大小但却是特制的塑料膜盘,可记录约1小时左右的电视节目或录像节目,然后借助激光检测设备,把塑料膜盘录下的节目随时在电视机上复映出来。

  美德两国卫星曾实现在轨激光通信

  早在2008年3月间美国NFIRE卫星与德国TerraSAR-X卫星使用激光终端成功进行了太空宽带数据传输。距离5000公里的两颗卫星建立了光学链接,并以5.5 Gbit/s的数据传输速度完美地实现了双向操作。此数据传输速度相当于每小时传输20万张A4文件或400张DVD。

  运行在地球低轨道的美国卫星NFIRE与德国TerraSAR-X卫星每天会相遇几次,在它们相聚时可以建立最长达20分钟的激光链。在相距5000公里时速25000公里的两颗卫星之间进行精确的激光通信绝非易事。这就相当于瞄准高空飞行飞机的一扇窗户并进行跟踪。

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