天基光通信进入运营部署阶段,激光链路加速替代射频

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近日,美国多项卫星通信技术评估证实,天基激光通信(含星间光链路 OISL)正从实验演示转向运营部署。由于射频频段面临频谱拥堵和许可限制,NASA等机构的飞行演示数据表明,经空间鉴定的光终端已在低地球轨道星座和深空中继中投入使用。


随着低轨航天器数量增加,运营商面临同频干扰、国际电信联盟频谱分配限制以及C、Ku、Ka频段带宽不足等问题。NASA与商业航天企业多年来研制的光通信原型,包括激光通信中继演示(LCRD)和深空光通信(DSOC),验证了红外激光跨空间距离传输的调制机制。到2026年,相关技术已发展为标准化商业硬件平台,可支持高吞吐量对地观测、安全监测和宽带星座架构。

光通信载荷工作在约1550nm的近红外波段。由于光波长比无线电波短几个数量级,激光系统可实现极窄波束,将功率集中于定向信号。光终端的尺寸、重量和功耗低于实现同等增益所需的射频天线系统;单位数据传输功耗更低。主要应用包括低轨卫星星座间直接光交叉链路,以及卫星过境地面站的短时窗口内的高速下行。窄波束无旁瓣发射,具备抗截获、抗干扰、抗欺骗能力。现代光终端更轻、功耗更低,便于集成至小卫星和微卫星平台,且不超出质量预算和热耗散约束。

随着商业载荷制造商统一光终端接口,激光通信将成为规模化星座、高分辨率遥感编队和轨道计算平台的主要回传层。商业卫星运营商将继续在地理多样、低云区域扩展地面站网络,以提升直接光下行可用性,这一趋势预计至少延续到2027年以后。


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