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中、美、欧,谁将率先实现空间激光通信?

2016-11-19 10:07
kumsing
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  航天员景海鹏、陈冬生活在天宫二号的时间里,我们亲眼见证两位航天员与总书记通话,在太空泡茶、跑步、种菜,甚至还能收看新闻联播!而实现这一切天地的“亲密接触”全依赖于空间通信技术。

  习近平总书记与神舟十一号航天员通话

  今天,小编就给大家介绍一种空间通信技术,它有“太空宽带”之称,受到各大技术强国的普遍“追捧”,它就是空间激光通信。

  空间激光通信“牛”在哪

  目前,卫星上常用的微波通信由于载波频率的限制,通信速率在应用上已经接近极限,微波通信逐渐变得“心有余而力不足”。

  空间激光通信是以激光为载波,激光的频率很高,比微波的频率高3-4个数量级,有非常巨大的通信容量,可以轻松实现10Gbps以上的通信速率,采用复用的手段能获得Tbps以上的通信速率,轻松实现海量数据的实时传输。

  另外,空间激光通信还具有抗干扰能力强、抗截获能力强、安全保密性好、体积小重量轻功耗低等优点,通信的质量更高。

NASA利用LADEE建立地月激光通信链路,通信速率可达622Mbps

  如何实现空间激光通信

  简单点说,空间激光通信就是将信息电信号通过调制加载在激光上,通信的两端通过初定位和调整,再经过光束的捕获、瞄准、跟踪建立起动态光通信链路,然后光再通过真空或大气信道传输信息。

  空间激光通信系统是极其复杂的。它包括了光源系统,发射和接收系统,信标系统,捕获、瞄准、跟踪(APT)系统以及其它辅助系统。其中,捕获、瞄准、跟踪(APT)分系统是空间激光通信系统所特有的系统。

  APT分系统主要负责空间激光通信链路的建立和保持,由于空间激光通信终端的光束发散角非常小,为微弧度量级,这对APT系统提出了非常高的要求,跟瞄精度达到1μrad左右。这个精度被日本学者喻为在日本东京观测富士山上一支移动的绣花针的针尖。

  哪些才算空间激光通信

  空间激光通信的链路共有6类:星间激光通信、星地激光通信、星空激光通信、空空激光通信、空地激光通信、地地激光通信。

空间激光通信链路示意图

  星间激光通信链路的信道是自由空间信道,没有大气、气象等因素的干扰,是激光通信最合适的应用场合,因此各国都选择星间激光通信链路作为激光通信在空间应用的切入点。

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