美国试验新型激光通信技术，能让无人机与卫星高速通信

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MQ-9无人机目前使用的卫星通信微波天线，将来如果换成激光通信系统，将极大提高其通信能力

目前的军用远距离无线通信，主要以微波通信为主，虽然技术水平越来越高，应用也十分成熟，但却存在通信带宽难以继续大幅提高，且容易被截获、干扰的缺陷。上世纪末，一种新概念的通信技术开始出现，这就是无线激光通信技术。上世纪90年代起，以美国为首，展开了对该技术的广泛攻关。早期的激光通信试验，受限于激光器件、功率密度等技术基础不足，试验通信距离比较短，仅为几十千米。近年来，随着新型激光器件技术的进步，激光通信技术逐渐从实验室走向现实。2020年2月20日，美国通用原子公司成功测试空对太空激光通信系统，这种被命名为机载激光通信系统（ALCoS）的新式通信系统，有可能掀起军用通信技术的革命。

激光通信的优势

激光通信技术相比传统微波通信技术，究竟有哪些过人之处？首先，与传统微波载波通信相比，激光通信天然具有通信容量大，速率高的优势，对于军用通信而言，目前发展趋势就是带宽更大、容量更高，这对于激光通信而言恰恰是最主要优势。

其次，虽然激光通信在大气层内有容易被云雨、雾霾等吸收耗散，影响通信距离和质量的缺点，但由于激光相比微波方向性好、波束角小得多，因此在对太空通信时，具有通信距离远，能量耗散小的优点，特别适合天基与地球之间的通信。

第三，激光通信系统由于指向性好，发射和接收系统必须对准角度才能进行通信，因此相比微波，更难以被敌人接听和截获，保密性强，同时它也难以被传统电磁辐射所干扰，抗干扰能力强。

总而言之，激光通信技术在高带宽、大数据量传输需求方面提供了最佳解决方案。

美国机载激光通信系统（ALCoS）

通用原子公司本次演示的新型机载激光通信系统（ALCoS），在技术上已经非常成熟和先进，其激光发射通信系统的尺寸、重量和功率，都非常适于安装在大型中空长航时无人机上，而此前的试验性系统，尺寸和重量都过大，根本不可能由MQ-9这种规格的无人机搭载。

机载激光通信系统（ALCoS）具备两个工作光学波段，分别为1064nm和1550nm，其数据承载能力是传统射频通信卫星系统的300倍。

此次新型激光通信系统的试验测试工作，由通用原子公司与TESAT公司合作完成，主要由通用原子公司位于加那利群岛特内里费岛的光学天文台与TESAT卫星激光通信终端LCT135进行闭合连接，成功演示了采集、跟踪以及关闭与LCT135的链接的能力。也就是说，此次测试并未直接将激光通信系统终端安装在无人机上，而是安装在一个底面测试站上进行测试。不过下一步如果测试结果理想，通用原子公司将进一步将激光通信系统安装在无人机上，直接在空中完成与太空中通信卫星的高带宽激光通信。

可以说，本次测试迈出了使飞机具备高宽带通信系统的关键一步，可赋予飞机通信不受对手侦测与干扰的能力。同时，ALCoS打破了当前射频卫星通信技术的数据瓶颈，有利于发展新一代高性能传感器。

未来展望

下一步，通用原子公司计划使用ALCoS激光通信系统在MQ-9“死神”无人机与卫星之间安全传输数据，进而实现低截获率、低检测率的空-天间通信。

我们知道，此前的大型远程无人机，都是通过机头安装的微波卫星天线实现与通信卫星的通信的，但通信带宽较小，能够实时传送的信息很有限，而如果无人机-卫星间激光通信能够成为现实，必将极大增强无人机作为通信中继节点和侦察探测平台的实际信息获取能力，将成为军事通信领域的技术颠覆者。美国在空-天激光通信技术领域的新动向，无疑值得我们借鉴和学习。

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美国成功完成高速激光通信技术评估：实验为期一个月距离50公里

美国海军研究实验室（NRL）、联合美国Exelis公司及其合作伙伴创新技术解决方案公司，成功完成高速激光通信系统的系列评估，验证了运用激光技术，以无线方式高速传输和接收音频、视频流的能力。

项目介绍

该高速激光通信系统为战术视距光学网络（TALON）自由空间光通信系统。战术视距光学网络系统是在美国海军研究办公室资助下进行的一项未来海军能力建设项目，该系统是美海军向无形战场转变的一部分。

评估过程

美国海军实验室此次评估长达一个月，分3阶段分别在马里兰州切萨皮克海湾支队、中国湖海军航空武器站、加利福尼亚州海军陆战队彭德尔顿基地营进行。评估过程中，强化的系统演示了在高风环境中从固定和移动位置同时传输和接收音频和视频流的宽带能力。系统用无线方式以100兆比特/秒速度跨越50多千米距离进行高分辨率图像和视频的传输，该系统也可以采用美国海军陆战队的2个战术高架天线桅杆系统进行数据传输。

高速激光通信系统的优势 战场日益变得更加数字化驱动，软件、网络和电磁频谱对作战取胜至关重要，这就要求作战人员能及时获取信息，高速激光通信系统具备的优势很好地满足该需求。①无线。自由空间光通信系统可为作战部队提供高容量数据链，且无需依赖实际线路，如光纤电缆，确保作战人员随时随地获取所需信息。②高速。自由空间光通信系统运用激光技术来传输窄波束能量，每秒能传输100千比特到数十吉比特的数据，系统的数据传输能力比传统射频（RF）通信系统大约快1000倍。③难以拦截。窄带激光束是无形的，拦截率极低。④避免拥堵。系统运用激光能量来携带数据，避免了使用拥堵的射频带，转而使用更高频的电磁频谱波长。

为满足当今需求，Exelis公司结合激光通信技术和其他系统，将重点放于4大战略增长平台，分别是：关键网络；情报、监视、侦察和分析；电子战；航空结构。

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