激光如何抢占通信领域的先机？

出 品：科普中国

作 者：兰顺正

策 划：宋雅娟 涂子怡

监 制：光明网科普事业部

近日，在佛罗里达州卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心，通用原子电磁系统公司与美国国防部太空发展局利用SpaceX公司“猎鹰9号”商业火箭将激光互联网络通信系统（LINCS）卫星发射到指定轨道。

独树一帜的激光通信

激光作为一种新型光源，具有亮度高、方向性强、单色性好、相干性强等特征，激光通信则是利用激光来作为信息的载体。与传统的无线电通信相比，卫星激光通信具有许多独到之处：

首先激光载波频率具有数百 THz量级，比载波频率在几 GHz 到几十 GHz 范围内的传统无线电通信高 3~5 个数量级，可携带更多信息，通信速率更高。其次激光发散角小，束宽极窄且指向性好，在空间中不易被捕获。在进行激光通信时，设备必须位于狭窄的光束之内，才能接收到较为清晰的信号，因此可以利用激光进行两点之间的高度保密通信，也可以建立防拦截激光通信网络，进行多点保密通信，通信过程中不易受外界干扰，拥有更好的安全性和可靠性。同时激光波长比无线电波长小 3~5 个数量级，激光通信系统所需的收发光学天线、发射与接收部件等器件与无线电所需器件相比，尺寸小、重量轻，可满足小型化、轻量化、低功耗的要求。

激光通信是未来通信技术发展的重要方向之一

虽然激光通信也存在着一定的局限性。如与微波通信相比，激光通信的成本较高；激光在大气传输的过程中，会被雪雾和雨水大大衰减而影响通信的质量；且激光束极高的方向性也导致对设备的稳定性和精度提出很高的要求。但是总体来说，激光通信必将在军事领域以及未来空间高速数据传输方面得到广泛的应用，这已经成为国际上的共识及趋势。此前美国太空发展局局长德里克·图尔尼尔就曾说过，激光通信可以带来“高带宽、低延时、信号干扰概率低的通信网络，适用于任何平台，无论是在水面上，船上，还是在空中”。

“大国竞争”的助力

其实美国等国家在很早之前就已经率先开展卫星激光通信技术研究，如在 1968 年美国 NASA 戈达德太空飞行中心的科研人员就曾将一束激光从地面站发送至近地轨道卫星 GEOS⁃II，进行激光传输实验，分析了大气湍流对激光信号传输的影响；1985年美方又运用高精度跟瞄技术建立了稳定的激光通信链路。而在2013 年，美国月球激光通信演示验证项目成功实施，为其卫星激光通信发展奠定了深厚技术基础。

无线电通信易受到对方电子战部队的干扰

这些年美国重回“大国竞争”，因此为应对同级别的对手，美军对于通信安全的要求也骤然加强。美军认为，当前各类武器系统都依靠无线电信号通信，而这也是一些自动功能的基础，自动功能虽可以提升武器的防御力，但无线电信号很容易被“黑客入侵”。根据华盛顿的说法，俄罗斯在研制电子战系统方面取得了重大进展。五角大楼联合人工智能中心最近发布报告说：“俄罗斯军队的技术比美国更先进，而且正在迅速发展人工智能，以获得战场信息优势”。在这种情况下，激光通信就成为美军的关注重点之一。

据报道，此次是美国国防部太空发展局自2019年成立以来第一次发射卫星。激光互联网络通信系统由12颗微型 “立方卫星”（CubeSats）组成，每颗卫星载有一个C波段双波长全双工光通信终端(OCT)和一个红外（IR）有效载荷，所有部件均有原子电磁系统公司圣地亚哥生产厂设计和制造，目前已有两个卫星进入轨道开始调试运行。据分析，美国军方和通用原子公司将试图改变通信方式，欲抢在俄罗斯等国前面占得卫星激光通信的先机。通用原子电磁系统集团总裁斯科特·福尼表示，未来是光通信的天下，即将开展的实验标志着通信“进化”的开端。

军事小词典

激光通信原理：在利用激光进行通信时，技术人员需要首先将各种形式的信号转变为调制光束。在接收站，技术人员需要用激光接收装置接收调制光束，并进行解调，从而将所需信号与激光束（载波）分离，与信号强度相关的输出电流将被逐级放大，然后被输送到扬声器或其他装置。

来源： 科普中国-军事科技前沿

成功对接项目43项！光通信、激光行业“光谷造”与本土龙头企业“相亲”结硕果

极目新闻记者 胡长幸

通讯员 赵晶晶

成功对接企业25家、成功对接项目43项，其中确定合作项目2项，意向合作项目21项。这是9月16日下午，在光谷软件园举行的2021东湖高新区畅通“光谷造”市场供需对接会——光通信、激光产业专场所取得的成果。

本次对接会以光通信、激光产业为主题，邀请到了烽火科技、长飞光纤、华为、华工激光、锐科激光、帝尔激光等6家高新区行业龙头企业代表，现场分享采购信息及相关流程，他们希望能够进一步畅通区内企业“手拉手”的合作、沟通渠道，形成区内企业协同合作的良性市场循环。

极目新闻记者在现场看到，活动有点像一场相亲会，主办方致欢迎词、上述光谷6家行业龙头企业的代表介绍采购需求及相关流程，以此达到“破冰”目的；雷可达、芯景科技、海默机器人、比天科技、新特光电、中谷联创、亚为电子等9家供给方企业代表进行了“才艺展示”，即推介企业的产品和服务优势；双方都有进一步沟通意愿的，则进入一对一洽谈区交流。另外，活动还筛选30余家高新区光电企业代表作为“观摩团”与会。

海默机器人武汉公司董事长肖海峰在展示环节介绍，该公司成立于2016年9月，专注于从事工业协作机器人研发和制造、工业智能装备设计制造的高新技术企业。作为新生品牌，以前在湖北武汉市开拓市场，主要通过圈子介绍、会展营销等方式来实现，效率不高。“政府搭台，供需双方当面直接谈合作，这样的形式蛮好。”他代表公司参加这次活动，发现6家发布需求信息的光谷大企业，都可能是自己的潜在合作对象。

另一家中小型科技企业武汉比天科技，除了向几家大企业推荐自己的产品和技术，还发布了自己的激光头采购需求，马上就得到了其它参会企业的回应。该公司副总经理叶凯说，希望以后能够继续参加与行业龙头企业供需对接的活动。

与本土小微企业的对接也给龙头企业带来了便利。长飞光纤资深专家何幼林说：“以前企业遇到技术问题找供应商时，只掌握一些知名企业的供应信息。但是在疫情期间，与非本土企业的合作，可能在沟通或出差等方面存在问题。今天这个平台可以扩大信息范围，随时随地了解本土有哪些企业可以和长飞一起解决难题，更便于企业创新。”他希望，对接活动让整个东湖高新区的上下游企业连成一片。

据了解，本次对接会由东湖高新区企业服务和重点项目推进局（简称高新区企服局）主办，武汉光谷光电中小企业产业协会（简称光电协会）承办。光电协会秘书长杨春华表示，供需对接活动是放大企业价值的重要一环，光电协会前期按照高新区企服局要求，面向高新区200余家制造型企业开展供需信息收集，并在完成需求匹配后，围绕“光芯屏端网”五大行业，有针对性地帮助供给方企业对接核心客户。随后，还会通过线上和线下相结合的方式，持续举办一系列、不同主题的活动，搭建好东湖高新区的科技和工业产品推广对接平台，最终促成实现产业循环、市场循环、社会经济循环的目标。

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