蓝星光域：卫星激光通信终端将成为6G空天地通信一体化网络的核心基础设施

中新网上海新闻11月20日电(樊中华)“未来，借助卫星激光通信技术，卫星互联网将建立超高速、超大容量、超低时延、超高安全的数据传输能力，诸多6G通信网络应用场景将快速落地。”

在2023全球“未来产业之星”大赛复赛赛场上，蓝星光域(上海)航天科技有限公司首席技术官杨一超在谈及蓝星光域此次参赛项目——星间激光通信光机系统的未来应用价值时如是表示。

信息和能量是世界科技发展不断轮动的两条主线，20世纪人类发展的动力源泉是化石能源的广泛应用，而21世纪人类的技术革新主要借力于世界通信、数据、信息产业的爆发式发展。当前世界各国正在围绕6G通信网络建设谋篇布局。杨一超表示，作为未来科技产业发展的基石，6G网络的建设目标不再是实现简单的网络容量和传输速率的突破，而是将地面无线网络与卫星通信网络进行有机连接，实现全球网络信号无缝覆盖，并迈向全球万物互联这个“终极目标”。在全球卫星定位系统、通信卫星系统、遥感卫星系统和地面网络系统的联动下，6G通信网络不仅能缩小世界各地的数字鸿沟、提高生产效率、催生新兴技术，还能帮助人类预测天气、快速应对自然灾害等。

而卫星激光通信技术的发展，是卫星互联网实现高速、大容量、低时延、高安全性的基础。由于激光自身的物理特性，相比于频率较低的微波通信，激光通信可以提供非常高的通信带宽，实现高速数据传输；同时激光比微波通信传输能量更集中，可以在太空中实现几千公里远距离点对点传输，使得建立围绕地球的超大容量卫星通信骨干网络成为可能。

更重要的是，卫星激光通信技术的发展，还能够有力支撑国家空天地一体化网络建设，将空间安全牢牢掌握在自己手中。

当前，国内的卫星激光通讯技术从高精尖科研成果向商业化产品转化的关键进程中，大规模的产业落地面临着哪些挑战？

一方面，该领域复合型专业技术人才相对缺乏。“卫星激光通信行业属于知识与技术密集型行业，涉及到通信工程、电子信号与信息处理、力学、光学、热学、运动控制、软件开发等多领域知识及技术。对专业能力强力且实践经验丰富的复合型人才有较大需求。”

另一方面，卫星激光通信技术从航天科研成果转化为商业产品没有现成经验可以参考。需要公司将航天前沿技术与中国强大的工业基础以及工业供应链体系进行有机结合，走出具有蓝星特色的激光通信终端产品商业化路径。既满足航天国家队、部队、企事业单位等客户的严格质量要求，同时通过生产能力以及供应链建设实现激光通信终端大规模量产，降低卫星激光通信技术应用成本。当前，蓝星光域已初步建立年产50台套星间高速激光通信终端的生产能力。

就此类极具前沿性的未来空间技术而言，国际化交流是否必要？

在杨一超看来看，空间激光通信技术与应用是推动空间科技创新发展的重要战略新兴技术，从世界维度看，以Starlink、General Atomics、TESAT、Mynaric等一批国外企业已经在卫星激光通信技术的产业化上走出了坚实的一步。例如，据不完全统计，目前Starlink 已经完成超过880个激光通信卫星在轨部署，在轨使用的卫星激光终端套数超过3000套，初步建立了环绕全球激光卫星通信链路。以美国太空发展局(SDA)以及空间数据系统咨询委员会(CCSDS)为代表的标准制定机构初步制定了卫星激光通信终端组网协议及标准，正在推动卫星激光通信产业向标准共享、天地协同、互联互通方向发展。因此开展国际交流合作，保持国际化视野，对于蓝星光域提升产品技术优势、把握产品发展方向至关重要。“我们希望与空间激光技术领域的国内和国际同仁们携起手来，共同推卫星激光通信技术实现标准制定、产品普及、产业革新。”

这也是蓝星光域此番参加“未来产业之星”大赛的初衷。“我们希望借助此次大赛，能学习借鉴各方研究成果、开展思想碰撞、加强卫星激光通信技术的国际合作，提升我国卫星激光通信技术的产业化水平。”杨一超说。

此外，杨一超认为，大赛聚焦创新技术和前沿领域，为学习应用前沿工程技术提供了宝贵的平台。“我们可以接触各类高新技术行业的专家、企业家和投资者，通过比赛进行思想碰撞，进行学习与思考，使企业能够全面深入地了解未来科技领域发展趋势，更好地研判蓝星下一步的发展方向。”

杨一超表示，上海在航天技术领域历史悠久，临港新片区卫星研制基地、闵行航天基地等集聚了上海航天动力技术研究所、上海空间推进研究所等研究机构以及一批代表企业，具备较强的航天产业基础，为新型空间科技的研发创新与产业化提供了有力支撑。同时，上海工业制造基础雄厚，“成熟的工业化体系和工艺，对卫星激光通信终端的大批量生产至关重要。”

他也同时指出，当前，我国民营商业航天企业发展方兴未艾，相关支持性政策应灵活化、定制化，同时应更加开放地支持民营企业可以有序开展卫星通信的基础业务，以增强我国空间信息应用在全球的竞争力。此外，杨一超谈及，未来的五年到十年，卫星激光通信产业会呈爆发式增长态势，建议加速制定出台卫星激光通信相关行业通信协议及标准，有力支持行业标准化、规模化发展。

作为未来产业，当前民营商业航天产业链与产业生态仍有待进一步完善，他建议，应充分发挥产业基金引导作用，设立大规模的重点扶持民营商业航天的国家发展基金，并鼓励地方政府和金融机构撬动社会资本联合成立商业航天产业基金，支持和鼓励民营商业航天企业在科创板上市。(完)

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NASA空间站激光通信终端ILLUMA-T成功建立双向链路

美国国家航空航天局（NASA）在国际空间站上成功完成了激光通信中继演示（LCRD）与集成LCRD低地球轨道用户调制解调器和放大器终端（ILLUMA-T）之间的首次双向激光通信链路，标志着空间通信技术取得了重大进展。

戈达德洁净室中的 NASA ILLUMA-T 载荷。该有效载荷被安装在国际空间站上，与美国宇航局的激光通信中继演示一起演示更高的数据传输速率。资料来源：丹尼斯-亨利

2023 年 12 月 5 日，NASA 在国际空间站上的一项技术实验完成了与在轨激光中继系统的首次激光链接。它们共同完成了NASA首个双向、端到端的激光中继系统。

NASA的LCRD（激光通信中继演示）和新的空间站演示ILLUMA-T（集成LCRD低地球轨道用户调制解调器和放大器终端）首次成功交换了数据。LCRD 和 ILLUMA-T 演示了用户任务（本例中为空间站）如何从位于地球同步轨道的激光通信中继器中获益。

NASA 的 ILLUMA-T 载荷通过激光信号与 LCRD 通信。资料来源：NASA/Dave Ryan

激光通信使用红外线而不是传统的无线电波来发送和接收信号。红外光的波长较窄，因此航天器可以在每次传输中包含更多数据。使用激光通信可以大大提高数据传输的效率，加快科学发现的步伐。

激光通信的好处：更高效、更轻便的系统、更高的安全性和更灵活的地面系统。图片来源：NASA / Dave Ryan

11 月 9 日，NASA 的 SpaceX 第 29 次商业补给服务任务向空间站发射了货物和新的科学实验，其中包括 ILLUMA-T。到达后，有效载荷被安装到空间站的日本实验舱-暴露设施上。

2023 年 11 月 9 日，搭载"龙"飞船的 SpaceX 猎鹰 9 号火箭从位于佛罗里达州肯尼迪航天中心的 NASA 39A 发射场升空，这是该公司为 NASA 执行的第 29 次前往国际空间站的商业补给服务任务。龙"将向空间站运送科学研究、技术演示、乘员补给和硬件，以支持远征70号乘员，包括美国宇航局的集成激光通信中继演示低地球轨道用户调制解调器和放大器终端（ILLUMA-T）和大气波实验（AWE）。图片来源：NASA/Kim Shiflett

ILLUMA-T和LCRD是NASA空间通信与导航（SCaN）计划的一部分，该计划旨在展示激光通信技术如何为科学和探索任务带来巨大的益处。

ILLUMA-T与LCRD的首次连接（被称为"第一束光"）是证明激光通信是未来趋势的最新演示。"激光通信不仅能从科学任务中传回更多数据，还能作为NASA关键的双向链接，让宇航员在探索月球、火星及更远的地方时与地球保持联系。

美国国家航空航天局的 ILLUMA-T 有效载荷利用 LCRD 实现了"第一道曙光"。在这段视频中，马特-马格萨门（Matt Magsamen）解释了"第一道曙光"的里程碑。资料来源：美国国家航空航天局

空间站安装后不久，操作工程师就开始进行在轨测试，以确保ILLUMA-T载荷正常运行。现在，它正在与LCRD进行通信，LCRD是2021年发射的中继器，已经进行了300多次实验配置，帮助NASA完善激光通信技术。LCRD和ILLUMA-T正在以每秒1.2Gbps的速度交换数据。

"实验已经证明，我们能够克服利用激光通信成功实现空间通信所面临的技术挑战。我们现在正在进行操作演示和实验，这将使我们能够优化将成熟技术注入我们的任务中，从而最大限度地提高我们的探索和科学水平，"NASA 空间通信和导航架构师 David Israel 说。

NASA 激光通信路线图。图片来源：NASA / Dave Ryan

LCRD 实验是与工业界、学术界和其他政府机构合作进行的。ILLUMA-T 现在是 LCRD 的第一个太空用户实验。美国国家航空航天局仍在接受与 LCRD 合作的实验。

编译来源：ScitechDaily

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