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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SpaceX成功完成Starlink卫星间通过激光实现连接的测试
在今天举行的第11次Starlink发射发布会上,航天发射服务商和设备制造商太空探索技术公司SpaceX透露,已经开始测试其下一代卫星。 SpaceX的航天器旨在为美国和全球各地提供互联网覆盖,目前的工作方式是与地面站和用户终端进行通信,完成互联网链接。第一代卫星在这方面受到限制,因为它们需要地面站来完成消费者和网络服务器之间的链接。
今天的发射使SpaceX的Starlink星座规模又增加了60颗卫星,目前该公司已经向低地轨道发射了700多颗可运行的卫星。这些卫星都是第一代的同类卫星,如上所述,它们需要地面站为用户提供互联网连接。目前的监管要求,为SpaceX在全球范围内部署互联网服务制造了障碍。这也提高了部署该服务的成本,该公司必须投资设置地面设备和建设基站。
SpaceX公司打算通过该公司称为Gen2的第二代Starlink卫星来解决所有这些问题。该系统将由3万颗非地球静止轨道(NGSO)卫星组成,其中超过三分之二的卫星轨道在400公里以下,可以实现比当前一代卫星更大的覆盖范围。这些新卫星的另一个特点是它们能够在不需要地面站的情况下相互通信。它们将通过光链路来实现这一功能,SpaceX公司可以在卫星在轨时对互联网流量进行路由。
在今天的Starlink发射仪式上,进行现场直播的SpaceX高级系统认证工程师Kate Tice透露了一个关于第二代卫星的重要事实。Tice女士证实,SpaceX不仅成功地测试了她的公司称之为 "太空激光 "的卫星间链路,而且这些链路还能让两颗Starlink卫星利用这些链路传输大量数据。这两颗卫星装有卫星间链路,称之为空间激光器。利用这些空间激光器,星联卫星能够传输数百千兆字节的数据。一旦这些空间激光器全面部署,Starlink公司将成为在全世界传输数据的最快选择之一。
这次测试是SpaceX公司的一个重要里程碑,因为它验证了其下一代Starlink卫星将采用的光链路设计。这也证实了该公司在开始制造这些卫星的道路上进展顺利,可以说是实现了公司高管多年来一直强调的真正设计目标。SpaceX在今年5月初向FCC申请了部署Gen2卫星的授权。通过这些卫星,该公司打算将延迟降低到50毫秒以下,并为地球极地地区提供覆盖。该公司认为,其覆盖范围将与当前地面宽带互联网服务提供商提供的覆盖范围相似。
该公司为此提交的FCC文件显示,这些卫星的大部分,大约有2.1万颗,将在320公里-350公里之间的高度运行,并使用Ka、Ku和E波段进行自身、用户终端和网关之间的通信。虽然这些卫星之间能够通过激光链路进行通信,但它们也支持网关地面站以及目前第一代卫星的用户终端。
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