TeraNet利用激光技术实现了1000倍的空间通信速度

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，它已经成功地接收到了来自低地球轨道上的一颗德国卫星的激光信号。这一突破为太空和地球之间的通信带宽增加1000倍铺平了道路。

TeraNet与OSIRISv1的激光通信测试，标志着西澳大利亚州朝着用高速激光取代过时的无线电系统迈出了一步。在澳大利亚政府的资助下，该网络旨在支持不同的任务，增强跨多个部门的数据传输能力。

突破性激光通信测试

TeraNet团队由国际射电天文学研究中心（ICRAR）西澳大学节点的Sascha Schediwy副教授领导，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有效载荷。OSIRISv1安装在斯图加特大学的Flying Laptop卫星上。这些信号是在上周四卫星飞越时由两个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。

激光相对于无线电在空间通信中的优势

TeraNet地面站使用激光，而不是传统的无线无线电信号，在太空卫星和地球上的用户之间传输数据。激光传输数据的速度可能达到每秒1000千兆比特，因为激光的工作频率比无线电高得多，所以每秒可以传输更多的数据。

自近70年前第一颗人造卫星Sputnik 1发射以来，无线无线电技术就被用于从太空进行通信，从那以后，这项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存在一个关键的空间瓶颈。

克服激光通信中的天气挑战

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和雨打断。TeraNet团队正在通过在西澳大利亚州建立一个由三个地面站组成的网络来缓解这一不利因素。这意味着，如果一个地面站站点的天气多云，卫星可以将数据下载到另一个天空晴朗的站点。

此外，接收卫星激光信号的两个TeraNet地面站中的一个，建在一辆定制的吉普卡车的后面。这意味着它可以快速部署到需要超高速空间通信的地点，例如传统通信链路因自然灾害而中断的偏远社区。

对地球和空间运行的影响

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，显著增强和保护军事通信网络，并支持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。

2023年，位于ICRAR的TeraNet团队获得了澳大利亚政府、西澳大利亚州政府和西澳大学的资助，这是澳大利亚航天局月球到火星演示任务资助计划的一部分。这个耗资630万美元的项目支持在西澳大利亚州建造三个TeraNet光学地面站，德国航空航天中心（DLR）为其配备的在轨卫星提供实物访问。

TeraNet的扩展网络和未来目标

TeraNet将支持在低地球轨道和月球之间运行的多个国际空间任务，使用经过验证的传统光通信标准和更先进的光学技术，包括深空通信、超高速相干通信、量子安全通信以及光学定位和定时。

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

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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

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