双十科技关于空间激光通信概述

Date:2022/9/12 9:38:01 / Read: / Source:本站

双十科技关于空间激光通信概述
    空间激光通信是以激光光波为载体在空间(包括近地的大气空间、临近空
间、低轨(Low Earth Orbit, LEO)/地球同步轨道(Geosynchronous Earth Orbit,
GEO)、星际空间、深空等)信道之间进行信息交换的通信方式。因为激光具有
载波频率高、单色性好、方向性强、功率密度大以及光束特性好等特点,所以激
光通信与射频通信相比,具有高速、轻型、安全(抗电磁干扰和抗截获能力强)
等明显优势,可以大幅提升空间信息网络的信息传输速度和带宽容量,保证空间
信息网络各节点在复杂电磁环境下安全、可靠、快速地传输信息。
    随着信息传输量呈指数级增长,未来,用户对数据传输能力的需求越来越
高。利用激光通信技术能够实现对战场的敌我态势感知、对自然灾害状态等进行
  “现场直播”式的实时传送,因此,激光通信技术从实现国防安全到服务国计民
生都有重大意义,是涉及国家战略安全的重要通信手段,且特别适用于无人平
台、飞机、卫星等载荷能力有限、数据传输量大的通信平台。
    空间激光通信具有以下4个优点。
    ①数据传输速率高,通信容量大。空间激光通信的载波频率为1 013一1 015
Hz,比微波通信的载波频率高几个数量级,单通道就可提供高达10 Gbit/s量级以
上的数据传输速率,远大于目前微波通信几百兆比特每秒的数据传输速率。通过
波分复用(Wavelength Division Multiplexing, \X-DM),空间激光通信的数据传输速
率可以达到每秒数百吉比特以上。
    ②发射功率需求较小。空间激光通信的光束发散角远小于微波通信的波束发
散角,所以空间激光通信的天线增益远远大于微波通信的天线增益。
    ③接收/发射天线和系统结构较小。空间激光通信的工作波长比微波通信的工
作波长小3-5个量级,其系统的质量和体积相对更小、更轻。
    ④保密性高,抗干扰能力强。与射频通信不同,空间激光通信采用点对点的
通信模式,因而具有保密性高、抗干扰能力强和不易被截获的特点,在军事领域
起到越来越重要的作用。
    尽管受制于光电转换效率、光检波器效率、指向误差以及路径损耗等实际应
用问题,空间激光通信技术应用于军事领域会受到一定的限制(大气、全天候、
战场环境等),但上述4个优点仍然使其拥有足够的吸引力。就现阶段的技术发展
情况来说,射频通信和空间激光通信各自都存在优缺点,且它们的优缺点具有互
补性,两者混合应用则有望实现优势互补、建立高速且稳定的通信链路。因此,
激光通信和射频通信相结合可以实现两种通信有效共存和优势互补,已经成为未
来通信的趋势。

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