TeraNet利用激光技术将空间通信速度提高1000倍

西澳大利亚大学的"TeraNet"是一个专门从事高速空间通信的光学地面站网络，它成功地接收到了一颗德国低地球轨道卫星发出的激光信号。这一突破为将太空与地球之间的通信带宽提高 1000 倍的目标铺平了道路。

西澳大利亚大学的西澳大利亚光学地面站 TeraNet 1。图片来源：Danail Obreschkow，国际太空中心

TeraNet与OSIRISv1进行的激光通信测试标志着西澳大利亚州在空间通信中用高速激光取代过时的无线电系统方面迈出了一步。在澳大利亚政府的资助下，该网络旨在支持各种任务，提高多个部门的数据传输能力。

由国际射电天文学研究中心（ICRAR）西澳大利亚大学节点的Sascha Schediwy副教授领导的TeraNet小组接收了来自OSIRISv1的激光信号，OSIRISv1是德国航空航天中心（DLR）通信与导航研究所的激光通信载荷。OSIRISv1 安装在斯图加特大学的飞行笔记本卫星上。这些信号是在上周四飞越该卫星时利用两个 TeraNet 光学地面站探测到的。

"这次演示是在西澳大利亚建立下一代空间通信网络的关键第一步。接下来的步骤包括将该网络与目前正在澳大利亚和世界各地开发的其他光学地面站连接起来，"Schediwy 副教授说。

使用移动光通信网络 - TeraNet 3 的学生。资料来源：ICRAR

TeraNet 地面站使用激光，而不是传统的无线无线电信号，在太空卫星和地球用户之间传输数据。由于激光的工作频率比无线电高得多，因此每秒可传输的数据量可能高达 1000 千兆比特。

天体光子学小组组长，Sascha Schediwy 副教授。资料来源：ICRAR

自近 70 年前发射第一颗人造卫星 Sputnik 1 以来，无线无线电技术一直被用于太空通信，自那时起该技术一直保持相对不变。随着太空中卫星数量的增加，每一颗新卫星都能产生更多的数据，现在在将数据传回地球方面出现了一个关键的太空瓶颈。

激光通信非常适合解决这个问题，但缺点是激光信号会被云层和雨水干扰。TeraNet 团队正在通过建立一个由分布在西澳大利亚的三个地面站组成的网络来缓解这一缺点。这意味着，如果一个地面站出现阴天，卫星可以将数据下载到另一个晴天的地面站。

此外，接收卫星激光信号的两个 TeraNet 地面站之一就建在一辆定制的吉普车后面。这意味着它可以迅速部署到需要超快速空间通信的地点，例如因自然灾害而切断传统通信链路的偏远社区。

来自太空的高速激光通信将彻底改变地球观测卫星的数据传输，极大地增强军事通信网络的安全性，并为自主采矿作业等部门的安全远程操作以及国家灾害规划和响应提供支持。

作为澳大利亚航天局"月球到火星演示任务"资助计划的一部分，ICRAR的TeraNet团队于2023年获得了澳大利亚政府、西澳大利亚州政府和西澳大利亚大学的资助。该项目耗资630万澳元，支持在西澳大利亚州建设三个TeraNet光学地面站，德国航空航天中心（DLR）将以实物形式提供其配备激光通信设备的在轨卫星。

TeraNet 将支持在低地球轨道和月球之间运行的多个国际太空任务，既使用经过验证的传统光通信标准，也使用更先进的光学技术，包括深空通信、超高速相干通信、量子保密通信以及光学定位和授时。

该网络包括位于西澳大学的一个地面站、位于珀斯以北 300 公里处的 Mingenew Space Precinct 的第二个地面站，以及正在欧洲航天局新诺西亚设施调试的一个移动地面站。

编译自/ScitechDaily

中国有创意！卫星与地球达成高速激光通信，令西方国家高度关注

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中国科技创新引领世界！激光通信实现卫星与地球高速数据传输

中国的科技实力再次惊艳世界。在吉林省，我国成功完成了一项神秘的“黑科技”试验，引发了西方国家的高度关注和各种猜测。这项试验标志着中国首次成功利用激光技术，实现了卫星与地球之间的高速图像通讯。这也是中国首个自主研发、独家完成的星地激光高速图像传输试验，将中国在太空通讯领域推向了世界的巅峰。

激光通信，顾名思义，就是利用激光技术进行信息传输的通信方式。它通过发送和接收激光脉冲信号来实现高速、长距离的数据传输。激光通信具有许多显著的优势，让我们一一来探讨。

首先，激光通信具有高带宽。激光通信系统能够实现高达千兆字节甚至更高的数据传输速率，相较于传统的无线电频段通信和光纤通信，具备更高的带宽。这使得激光通信适用于许多需要大规模数据传输的场景，包括高清视频传输、云计算等。

其次，激光通信的直达性和方向性强。它能够在空间中传播较远的距离而几乎不产生信号衰减。与其他通信方式相比，激光通信在传输数据时具有更远的传播距离，这对于卫星通信和深空探测任务等需要长距离传输数据的应用尤为重要。

第三，激光通信的安全性高。激光通信的窄束光难以被拦截或窃听，因此具有更高的安全性。这使得激光通信在军事通信和无线网络安全等领域具有广泛的应用前景。

然而，激光通信也面临一些挑战。其中之一是如何确保卫星上的激光能够准确地射向地球上的接收器。考虑到近地卫星距离地球有100公里之遥，而探测卫星如月球和火星与地球的距离甚至可达几十上百万公里，激光的发射角度必须精确到极小的范围。任何微小的偏差都会导致地球上的接收器无法接收激光信号。此外，大气层中的折射也会影响激光信号的传输角度。天体的运动和地球的自转等因素也会导致目标接收器的位置不断发生变化。这些挑战对于激光通信的实现提出了严峻的要求，但我国在这一领域取得了引人瞩目的突破。

在国际舞台上，激光通信已经被广泛认可为进行星际旅行和太空移民时最佳的通信方式。激光通信提供高速的数据传输，每秒传输速度可达千兆字节甚至更高，比传统的无线电波通信快了数百倍。对于太空移民来说，这是至关重要的，因为他们需要传输大量的数据和信息，包括图像、语音、文字和科学数据等，以支持他们在太空中的生活和工作。

此外，激光通信还提高了太空移民的安全性。通过激光通信，太空移民可以及时向地球发送紧急信息和请求救援，避免危险情况的发生。同时，激光通信还有助于维护太空移民之间的通信联系，避免信息中断和误解。

中国在激光通信领域已经取得了世界领先地位。近年来，中国在激光通信技术方面取得了重大突破，成功研制出多种用于北斗全球卫星导航系统的激光通信设备，实现了光通信的稳定传输。中国还率先实现了光信号传输速率达到1TB/s的重大突破，标志着中国在高速光通信技术方面已经达到了国际领先水平。

在这个领域，中国正以创新的力量引领着世界，为未来的太空通讯和太空移民提供了坚实的技术支持。我们期待中国在激光通信领域继续发挥引领作用，为太空探索和科技创新开辟更加广阔的前景。让我们拭目以待，见证中国科技的更多奇迹！

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