跨越1600万公里的第一束光，NASA完成首次深空光学通信演示

IT之家 11 月 17 日消息，美国宇航局（NASA）近日正式启动深空光通信（DSOC）项目，于 11 月 14 日发射“第一束光”，首次通过激光实现超出地月距离的通信。

2022 年 12 月 8 日，美国宇航局的 Psyche 航天器在佛罗里达州肯尼迪航天中心附近的 Astrotech 太空运营设施的洁净室中展出。可以看到 DSOC 的金顶飞行激光收发器，靠近中心，连接到航天器上。

美国宇航局的深空光通信（DSOC）目前距离地球约为 1000 万英里（1600 万公里），相当于地月距离的 40 倍，“第一束光”穿越如此漫长的距离，发送到位于美国加利福尼亚州圣地亚哥县加州理工学院帕洛玛天文台的黑尔望远镜中。

DSOC 搭乘最近发射的 Psyche 航天器（前往火星和木星之间的主要小行星带）升空，计划执行为期 2 年的科学考察任务，用于测试向地球发送高带宽测试数据。美国宇航局位于南加州的喷气推进实验室负责管理 DSOC 和 Psyche。IT之家附上视频如下：

DSOC 于 11 月 14 日凌晨发出第一束光，此前其飞行激光收发器（Psyche 上的一种能够发送和接收近红外信号的尖端仪器）已锁定上行链路激光信标，该信标从 JPL 桌山设施的光通信望远镜实验室发射。

上行信标帮助收发器将其下行链路激光器瞄准帕洛玛，而收发器和地面站上的自动化系统则微调其指向。

华盛顿 NASA 总部技术演示主任 Trudy Kortes 表示：“实现第一缕曙光是未来几个月 DSOC 众多关键的里程碑之一，为能够发送科学信息、高清图像和流媒体视频的更高数据速率通信铺平了道路，以支持人类的下一个巨大飞跃：将人类送上火星”。

研究人员开发出全光通信网络：使用四种光谱，实现海陆空的无缝连接【附通信技术赛道观察图谱】

瞻观前沿

研究人员开发了一种全光通信网络，可以实现太空、空中和水下环境的无缝连接。新的网络设计结合了用于控制无人水下航行器(UUV)的蓝光通信(BLC)与白光通信(WLC)、用于无人机(UAV)的深紫外通信以及与卫星的激光二极管通信(LC)，无论环境如何都能确保连接。

在《Optics Express》中，研究人员描述了完全基于光的通信网络，并演示了网络节点之间的实时视频通信。他们还表明，它可以同时支持有线和无线设备接入， 并且可以在网络节点之间进行双向数据传输。这两种功能对于同时向不同用户提供各种服务至关重要。

无线光通信网络通常是针对特定场景而设计的，缺乏与其他通信系统的互操作性。创建空海互联需要艰巨的任务，即以创建无缝通信网络的方式整合多种技术。为了实现这一目标，研究人员使用四种光谱为四种不同的环境或应用建立无线光通信链路。

他们使用蓝光进行水下通信， 因为海水对蓝绿光的吸收窗口减小，使其比其他波长在水下传播得更远。这使得该系统可用于控制无人水下航行器或在水下设备和浮标之间建立通信。白光 LED 用于在物体之间传输信息 ，例如水面以上的浮标或船只。为了与无人机等机载设备连接，使用深紫外光。这提供了日盲通信，防止阳光干扰。 最后，对于自由空间中的点对点通信，应用了近红外激光二极管 ，因为它们发射具有高光功率的定向光。研究人员还设计了基于 TCP/IP 方案的网络，允许无线或有线访问互联网，这使其对于物联网应用非常有用。

来自南京邮电大学和苏州亮芯单片光电科技有限公司的研究小组组长王永进说：“通过蓝光、白光、深紫外波长和激光二极管的通信建立统一的传输模式非常重要，这样我们就可以使用以太网交换机将它们集成 ，为了使这项工作成为可能，LED 和调制方案决定了网络吞吐量，而雪崩光电二极管限制了传输范围，并且光学带通滤波器将所需的光信号与其他光谱中的光信号隔离开来”。

研究人员表明，全光通信网络可以通过有线和无线接入实现全双工实时视频通信以及传感器数据、图像和音频文件的传输。

图片来源：摄图网

技术价值观察

通信产业的上游行业主要为电子元器件制造业(如集成芯片、电阻、电容、晶振、LCD屏、印刷电路板)、塑胶与五金结构件制造业(如塑胶、铝合金、五金插接件、机柜及其它结构件)和通信设备部件制造业(如收发器、交换机、天线、分路器、合路器等)。

通信产业的下游行业主要为政府与公共安全、公用事业以及工商业等行业，这些下游市场的需求变化和产业政策直接影响产业的经营效益和持续发展。同时，通信产业也能更大程度地促进下游行业的快速发展，提高下游行业的生产效率，具体产业链布局如下图：

研究人员开发出全光通信网络，使用四种光谱为四种不同的环境或应用建立无线光通信链路。因此，从通信产业链上看，全光通信网络处于产业链的中游环节。

宏观市场观察

——定义

通信是指是人与人或人与自然之间通过某种行为或媒介进行的信息交流与传递，从广义上指需要信息的双方或多方在不违背各自意愿的情况下，无论采用何种方法，使用何种媒质，将信息从某方准确安全传送到另方。

本文中，前瞻对通信产业的定义为：由从事通信设备和系统及相关的配套设备、专用零部件的研究、生产、开发的企业，以及电信运营服务商和光通信行业组成的产业群体。

——电信业务收入和发展质量平稳增长

工业和信息化部发布的《2021年通信业统计公报》显示：2021年我国通信行业保持稳中向好运行态势，电信业务收入稳步提升，累计完成1.47万亿元，比2020年增长8.0%。按照上年不变单价计算，全年电信业务总量较快增长，完成1.7万亿元，比2020年增长27.8%。

——通信设备制造行业市场规模逐年递增

根据《中国电子信息产业统计年鉴》，2014-2019年全国规模以上通信设备制造业营业收入持续增长。根据工信部，2020年，通信设备制造业营业收入同比增长4.7%，则通信设备制造业营业收入初步估计达39729亿元。

2016-2020年，全国通信设备零售营业收入呈波动递增趋势，年复合增长率2.01%;2020年受疫情影响，营业收入增速有所放缓。2020年全国通信设备零售营业收入达1363.5亿元，同比增长0.78%。面对激烈变化的内外部环境和新一轮通信技术的变革，我国通信设备产业在保持已有产品集成创新和低成本研发比较优势的基础上，亟须把握产业融合发展的新形势和新机遇，加强产业的横向协作和纵向整合，以继续扩大市场规模。

——光通信产业发展规模

1、中国光缆长度：接近5800万公里

根据国家统计局数据，2017-2021年中国光缆长度持续增长，截止2022年上半年已经达到5791万公里，较2021年底增加310万公里。

2、中国光模块市场规模：持续增长

2015-2020年受下游光电及数据通信行业需求的影响，我国光模块市场规模不断增加，2015-2020年年均复合增速为11.13%。2020年上半年受疫情影响，下游数据通信及三大运营商采购需求放缓，下半年国内电信及数通客户需求下半年回暖，整体推动2020年中国光模块行业市场规模增加至382.1亿元。初步统计，2021年我国光模块市场规模超过400亿元。

——“十四五”通信产业发展趋势：基础设施建设能力显著提高，向国际一流水平迈进

整体来看，未来我国通信行业将显著提高基础设施建设、数据与算力设施服务以及网络数据安全治理等方面的能力，并向国际一流水平迈进。

中国通信技术赛道热力图

根据前瞻产业热力图显示，与通信关键技术强关联的城市集群主要集中在华南地区，并且以广深为重点发展区域 ，未来布局通信技术及其他相关技术的发展路径，极大可能性在于华南地区优先导入，其中可重点关注广东省广州市天河区、广东省深圳市福田区、海南省海口市龙华区所处通信产业的相关企业 ，以及该地方对于通信产业发展投资环境、供给市场的潜力空间。

前瞻经济学人APP资讯组

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国通信产业（ICT）发展前景预测与投资战略规划分析报告》。

同时前瞻产业研究院还提供产业大数据、产业研究报告、产业规划、园区规划、产业招商、产业图谱、智慧招商系统、行业地位证明、IPO咨询/募投可研、IPO工作底稿咨询等解决方案。在招股说明书、公司年度报告等任何公开信息披露中引用本篇文章内容，需要获取前瞻产业研究院的正规授权。

更多深度行业分析尽在【前瞻经济学人APP】，还可以与500+经济学家/资深行业研究员交流互动。

相关问答

从结绳记事到智能手机，人类通讯发展经历了怎样的艰难历程?

结绳记事是远古时代人类记录事件,进行传播的手段之一。它产生于语言产生后,文字出现前的漫长年代中。人类通过在绳子上打结,根据结的大小,多少,颜色等来记事...

什么是光链路?

光链路opticallink:利用光纤通信技术传输声音、图像和数据信号的链路。光链路原理是用各种不同的光学方法来实现网络的互连级,就可得到各种不同拓扑结构的自...

计算传输黑白图像所需要的信道最小宽度。

[回答](1)8*10^5*log2(16)=3.2Mbit(2)3.2M*20=64Mbps(3)64M=Blog2(1+10000)B=4.8MHz

光在现代科技中有哪些应用的实例-业百科

光在现代科技中有哪些应用的实例,1、光通信:利用光学传输数据的技术,通常用于高速数据传输,如光纤通信、激光通信等,这种方法比普通电缆传输更快、更可靠。2...

电子信号的图像有哪些?

电子信号的图像可以分为多种类型,例如正弦波、方波、脉冲波、三角波等等。其中,正弦波是最常见的信号类型,它具有周期性、连续性和光滑性等特点,常用于描述声...

光沿直线传播在现代工程中的应用?

光沿直线传播在现代工程中有广泛的应用。例如,光纤通信利用光的直线传播特性传输信息,实现高速、远距离的数据传输。此外,激光技术在医疗、制造和科学研究领...

光电信息工程以后是干什么的?有就业前景吗?

主要课程:电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、通信原理、信号与系统、数字信号处理、微机原理及应用、单片机、软件技术基础、物理光学、应用光学、信息光...

阐述现代信息通信技术的发展及特点?_作业帮

[回答]现代通信技术,一般是指电信,国际上称为远程通信.随着电信业务从以话音为主向以数据为主转移,交换技术也相应地从传统的电路交换技术逐步转向给予分...

什么是有线通信?可以分为几类?分别是什么?

有线通信是一种通信方式,狭义上现代的有线通信是指有线电信,即利用金属导线、光纤等有形媒质传送信息的方式。光或电信号可以代表声音,文字,图像等。有线通...

华为、中兴、信科、诺基亚四家，谁家的光传输比较先进?

先来看一下年度全球光通信最具竞争力企业。全球光纤光缆、全球光传输与网络接入设备、全球光器件与辅助设备、中国光纤光缆、中国光传输与网络接入设备、中国光器...