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中科院上海光学精密机械研究所第二代空间相干激光通信载荷:速率5Gbps

我国首次空间高速相干激光通信试验将在量子卫星上开展

2016年08月16日 11:18 来源:新华网

  新华社上海8月16日电(记者王琳琳)16日,中科院上海光机所研制的空间高速相干激光通信载荷搭载量子卫星发射升空,将开展卫星与新疆、北京地面站之间的高速相干激光通信技术验证。这将是我国首次开展空间高速相干激光通信试验,标志着我国初步具备研制星间相干激光通信载荷的能力。

  空间高速激光通信技术用于实现星间、星地高速数据传输,可克服高分辨率卫星成像数据传输有限的瓶颈,是空间数据中继、星间组网的重要手段,也是一项国内外航天界高度关注的前沿高科技技术。

  量子卫星相干激光通信载荷指挥、中科院上海光机所副所长陈卫标表示,相干探测激光通信,具有灵敏度高、白天可工作等技术优点,特别适用于空间超远距离(数万公里)卫星间的高速激光通信。相对第一代几十、数百兆/秒速率的直接探测激光通信技术,第二代空间相干激光通信技术速率可达数千兆/秒,乃至数万兆/秒,成为国内外星间数据中继的主流方案。

  此前,欧美等发达国家已投入大量人力物力开展相关技术研究,并取得重要进展。2007年,欧空局(ESA)率先在TerraSAR-X卫星与美国NFIRE卫星上采用多路复接方式实现了5.6千兆/秒的相干激光通信。2015年,欧空局又实现了低轨与高轨卫星之间的相干激光通信,通信距离达到5万公里,通信速率达到1.8千兆/秒,开辟了利用相干激光通信进行数据中继的先河。

  据了解,2005年,中科院上海光机所开始空间相干激光通信技术的研究。2012年,在中科院支持下,启动相干激光通信在轨技术验证项目。通过3年多技术攻关,突破了星载高频率频率稳定人眼安全波段的光纤激光器、高速相干信息编码调制、高灵敏度相干接收、大容量实时数据处理等系列关键技术,目前已经完成星载相干激光通信发射终端和地面相干激光通信接收终端的研制工作,单路通信具备星地5.12千兆/秒速率的通信能力。


“墨子号”上还有一个第五分系统———相干激光通信载荷。这是一台尝试探索第二代激光通信的设备,本来并没有计划出现在“墨子号”上。研制这个载荷的是中科院上海光学精密机械研究所,他们在为量子密钥通信机、量子纠缠分发机提供信标光源的同时,提出了“加一个载荷”的设想。此时,卫星研发已启动一年多,加载荷就要赶进度,要冒这个风险吗?没有任何推诿,技物所和中科大都积极帮助光机所达成这个“心愿”。光机所副所长陈卫标说,如果研究团队各自为政,第二代激光通信试验必将推迟。

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