中国首次展示激光通信，20年太空布局成功，北斗导航赢得尊敬

图为北斗系统

近日，据媒体报道，中国首次展示激光通讯，在此前发射的几颗北斗卫星上中国安装了激光通讯测试系统，最近中国的激光通讯首次测试，实现了相比传统通讯方法好几倍的性能提升，而这也意味着北斗导航的测试任务大功告成，中国的20年太空布局成功了，也让北斗导航赢得了尊敬，外国专家也赞叹，中国的20年耕耘开始收获了。

图为北斗卫星

虽然说由于地球大气层的原因，激光通信系统并不能使北斗卫星对地面基站或者用户端的通讯效率大幅提高，但是这套系统可以让卫星之间的通讯变得快捷顺畅并且难以被监听。要知道，激光具有高指向性和极高带宽的优点，一旦卫星之间相互采用激光实行点对点信息交互操作，整体之间的通讯安全性也会因此而大幅度的提高。

图为北斗卫星全球组网

而且，北斗系统并不仅有单一的导航作用，还可以在必要的时候进行传递信息的操作。一旦北斗卫星自身之间的通信带宽不再成为问题，就可以将原本用于星间通讯的接收和发送模组节省下来，增强对地面站的联络能力。而这意味着北斗系统的定位速度和定位精度将会在一定程度上得到提高，而且更重要的是，由于对地面通信系统的加强，北斗系统单一时间段内处理地面站交互的能力将会更加强大，而这意味着中国的军队将会有着更为强更稳定的通讯支持。

北斗系统不仅仅只有中国使用，包括亚洲和中东国家，也都成为了北斗的客户，在伽利略系统不给力，格洛纳斯服务不到位，而GPS几乎完全被美国控制的前提下，中国的北斗系统就成为一系列不愿意服从美国的国家所使用的主要定位系统。像是伊朗的导弹均使用北斗或者格洛纳斯系统定位，给美军在中东的行动造成了非常大的威胁作用。而更为重要的是，由于有了北斗，中国并不需要依靠GPS就能够保证国内多种需要进行定位的装备良好运行，在为中国对外拓展市场的同时，也给中国自己的国防提供了非常重要的保障。

图为北斗系统效果图

尽管中国的卫星发展史实际上就是一部被西方国家反复卡脖子的历史，但是中国最终还是自己走出来了，从最开始被美国用关闭GPS定位的方式坑害，随后在参与欧洲伽利略系统的时候被西方各国联合起来排斥，最终中国被迫选择自己研发独立的定位系统，从而彻底摆脱被西方国家轮着卡脖子的命运，最终，北斗系统甚至超越了欧洲研发的伽利略系统，直接和全球排名第一的GPS争夺最后的市场。

由于航天技术几乎可以说是一个国家的底牌。所以，基本上不会有任何一个国家对外泄露这些压箱底的技术。而这就意味着中国的技术专家们必须从一穷二白开始，一步一个脚印的慢慢追上一系列的航天大国，最终将他们彻底超越。而这些在幕后的无名英雄们，才是中国航天真正值得尊重的人。

中国首次实现卫星间激光通信，继量子通信之后再次突破，为何神奇

近些年来，我国的通信事业蓬勃发展，在继量子通信技术之后我国的卫星间激光通信再创佳绩。日前，伴随着我国首个卫星互联网“行云工程”第一阶段的顺利实施，两颗实验卫星完成了多项核心技术的在轨验证，尤其是首次实现了中国低轨卫星间激光通信，打通了卫星之间空间信息传输的多项难题，实现了我国卫星物联网星座星间激光通信零的突破。

那么相比较其他通信方式，激光通信有哪些神奇地方？又将给通信产业带来什么样的巨变呢？

激光通信在星际间通讯优势明显，助力深入探索宇宙，承载空地直接传输

卫星之间采用的“星间激光通信”是一种充分利用激光束为载体的传输方式，利用激光开发的通讯技术有以下优点：单色性好、方向性强、光功率集中、难以窃听、成本低、安装方便、见效快等。

利用激光载波在空间进行图像、语音、信号等信息传递的通信方式，传输速率高、抗干扰能力强、系统终端体积小、功耗低，可以极大地降低卫星星座系统对地面网络的依赖，从而从源头上减少了地面基站的建设数量和建设成本，有利于扩大覆盖区域、实现全球测控和天地一体化通信布局。

我国激光通信事业蓬勃发展，在众多科研院所的通力合作下，我们已经取得了巨大突破：

以25所研制的终端为例，空间激光通信可以实现每秒传输1部高清电影；同时激光波束窄、方向性极强，用激光作为载波进行数据的发射与接收，具有很强的抗截获能力和抗电磁干扰能力。

据悉本次顺利实施测试的"行云二号"01星、02星的激光通信载荷质量6.5千克，在轨功耗80瓦，是国内最小的星间激光通信载荷。

其实，星间激光链路技术已成为全球卫星通信系统发展的关键技术。据公开资料显示，全球中低轨道星座项目中提出采用星间激光链路实现空间组网的计划的项目，仅有马斯克的“星链计划”（Starlink星座）已经顺利实施，并且进入了用户实测阶段。而原计划发射78至108颗卫星实现高速互联网服务的LeoSat公司的“LeoSat星座”，却因缺乏投资运作十分困难。

我国"天基物联网"建设迅速，与广泛的5G覆盖一起服务全球

我国的5G基站建设发展迅速，每天都已千套以上的基站建设速度领先全球，预计很快就会形成全国覆盖，而在空地一体化通信方面，我们的量子通信已经完成了多项建设任务，即将全面进入实施阶段。

马斯克的星链刷爆网络的时候，我国的“天基物联网”也在悄然发展，一大批诸如“行云工程”、“鸿雁星座”、“虹云工程”等项目相继落地，开始建设。

今年5月12日，“快舟一号甲”运载火箭在酒泉卫星发射中心，以“一箭双星”方式，成功的将 “行云二号”的两颗卫星送入预定轨道，该工程是我国首个"天基物联网"卫星，也是"行云工程"的第一阶段的重要组成部分。

所谓“天基物联网”其实就是发射卫星上天，形成星座组网，然后以卫星为基站，为地面用户提供物联网服务。即使在没有地面网络信号的情况下，依然能够实现全球范围内的实时物联互通。

“行云工程”将分三个阶段实施。本次的多项核心技术在轨道成功验证，标志着“行云工程”α阶段建设任务已完成。而β阶段建设也已经启动，计划在2021年发射12颗卫星，届时天基物联网的全球服务能力将显著增强。最终的γ阶段则计划在2023年前后建成由80颗低轨通信卫星组成的星座。

据悉，目前两颗卫星已圆满完成了包括平台及载荷状态测试、馈电链路通信测试、用户链路通信测试、通信业务流程测试、星间激光通信载荷测试等在内的第一阶段技术验证。

该星座建成后将有效解决目前地面物联网业务因地面蜂窝通信网络覆盖率不足(目前陆地覆盖率约为20%，海洋覆盖率不到5%)而导致的通信盲区难题，同时结合我国领先的5G技术，将为全球带去万物互联的全新服务。

总结

我国成功突破多项关键技术，终于研制出高性能星间激光通信终端，通过对高指向性激光的控制、收发和调制，可以在高速运动的卫星平台上实现激光通信链路的建立和保持，进而实现远距离星间高速通信，这将极大的促进我国通信事业的发展，也将为未来更遥远的深空探测提供高效的通信手段。

也许有一天，我们就能在手机终端上看到从月球、火星通过激光通信技术的"现场直播"，而这一切相信不会太远。

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