1秒传完一张光盘数据：我国开展空间高速相干激光通信试验

猴哥

近日，搭载首颗量子科学实验卫星发射升空的相干激光通信载荷“浮出水面”。这是我国首次开展的星地高速相干激光通信试验，已具备5.12Gbps数据、图片和视频的传输速率能力。（下图是以5.12Gbps速率下传实时接收的图像）

世界首次1550nm波段相干激光通信在轨试验
此次试验是世界首次1550nm波段相干激光通信在轨试验。激光通信是一种利用激光传输信息的通信方式。相干激光通信技术具有接收灵敏度高、可全天时工作等特点，是未来空间高速通信组网的重要手段，可克服高分辨率成像卫星等数据传输有限的瓶颈，特别适用于空间超远距离（数万公里）卫星间的高速激光通信。
相比第一代的几十、数百Mbps速率的直接探测激光通信技术，第二代的空间相干激光通信技术速率可达到数Gbps，乃至数十Gbps，是国际上高度关注的前沿高科技技术。


具备双向通信实验的条件
在这之前，欧美等发达国家已投入大量人力物力开展激光通信技术研究。2007年，欧空局率先与美国合作，在两颗卫星之间，采用1064nm波段、多路复接方式实现了5.6Gbps的相干激光通信。2013年，美国宇航局在月球和地球之间建立了激光链路，演示激光通信的下载和上传数据的能力。2014年6月6日，美国航天局宣布利用激光束把一段时长37秒的高清视频，从国际空间站传输到地面，只用了3.5秒，而传统技术下载需要至少10分钟。2015年，欧空局又实现了低轨与高轨卫星之间的相干激光通信，通信速率达到1.8Gbps，开辟了利用相干激光通信进行数据中继的先河。
此次由中科院上海光机所牵头研制的空间高速相干激光通信载荷是2012年在中科院支持下启动，2016年8月16日搭载“墨子号”量子卫星发射升空，2016年12月28日至2017年1月15日开展了首轮在轨测试，实现了星地距离1000公里以上，低仰角（20度左右）情况下，下行单路通信速率5.12Gbps，并成功进行了图像传输，图片清晰；同时也进行上行PPM调制直接通信，通信速率20 Mbps。
高速相干激光通信载荷总指挥陈卫标介绍，这是我国首次开展空间高速相干激光通信试验，在轨测试的完成，表明该载荷已具备持续开展双向激光通信实验的能力，对我国高速相干激光通信技术来说，具备里程碑的意义。