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中、美、 歐 空間激光通信之爭引關(guān)注


時間:2016-11-21 作者:五五
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空間激光通信的鏈路共有6類:星間激光通信、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。


空間激光通信鏈路示意圖

星間激光通信鏈路的信道是自由空間信道,沒有大氣、氣象等因素的干擾,是激光通信最合適的應(yīng)用場合,因此各國都選擇星間激光通信鏈路作為激光通信在空間應(yīng)用的切入點。

相比星間激光通信鏈路,星地激光通信的激光信號需要經(jīng)歷自由空間、大氣湍流隨機(jī)信道,云、雨、霧霾等氣象條件的影響,實現(xiàn)高可靠和高可用度應(yīng)用難度大。

但空間的數(shù)據(jù)最終都要向地面?zhèn)鬟f,因此星地激光通信技術(shù)是目前空間激光通信的瓶頸,也是目前研究的重點和難點。

經(jīng)過多年的研究,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),實現(xiàn)空間激光通信的技術(shù)難題主要集中在幾大塊——

跟蹤難!大氣干擾!距離遠(yuǎn)!

捕獲、瞄準(zhǔn)、跟蹤技術(shù)是空間激光通信的關(guān)鍵技術(shù)之一。從前文的敘述中可以看出,技術(shù)難度不是一般的高啊。不確定區(qū)域大,光束束散角小,平臺振動以及通信平臺之間的相對運動影響都是攻克這一技術(shù)的難點。

大氣干擾對激光通信影響很大。激光束通過大氣傳輸時存在損耗、湍流、激光波前畸變等情況,不僅影響通信速率和通信效果,嚴(yán)重時甚至無法通信。

空間激光通信的傳輸長度動輒以幾千千米、幾萬千米計算,激光在這么長距離的傳輸中會產(chǎn)生很大的能量損失,接收的光信號往往十分微弱,此外,背景光(太陽、月亮、星體等)也將產(chǎn)生很強(qiáng)的干擾,大大增加了光信號的接收難度。

激光的特性決定了空間激光通信適合點與點之間的安全通信,組網(wǎng)時需要大面積覆蓋也比較困難。


通過中繼衛(wèi)星進(jìn)行火星與地球的激光通信

空間激光通信的“家族”

空間激光通信的研究已開展多年,但直到近幾年,技術(shù)的突破與帶寬的提升才真正推動空間激光通信進(jìn)入了應(yīng)用階段。

歐洲數(shù)據(jù)中繼系統(tǒng)(EDRS)計劃

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