中国演示了从地球静止轨道达到每秒千兆比特的2瓦激光器

一颗位于地球静止轨道上的中国卫星通过极低功率激光将数据传输到该国西南部的地面站，速度达到每秒千兆位。在云南丽江天文台进行的测试表明，仅2瓦的光束就能克服3.6万公里的障碍和极端的大气湍流。这一壮举为更具弹性和更高效的太空通信铺平了道路，这与星链等低轨道卫星今天的能力不同。

云南高耸山峰上空的大气层将激光束变成了一片闪烁的混乱。在轨道上开始的相干光脉冲在穿过不同温度和密度的空气层时会实时弯曲、散射和破碎。失真每隔几毫秒就会改变一次。当那淡淡的、无形的光芒最终落在天文台的地面上时，它已经蔓延了数百米。尽管严重退化，接收器还是检测到埋在残骸中的数据流。

双策略克服大气屏障

北京邮电大学的吴健和中国科学院的刘超领导的团队将两种工程技术结合起来，单独使用这些技术从未在如此弱的发射器上实现每秒千兆位。自适应光学采用带有 357 个微镜的可变形镜，可实时移动以立即纠正大气畸变。模式分集接收接受损坏并搜索中断信号的剩余片段。没有任何一种方法可以克服这个障碍。他们共同将不可能变成了可衡量的现实。

入射光束首先到达自适应光学阶段，该阶段足以减少下一阶段的失真。然后，光线进入多平面光转换器，将信号分为八个独立的空间通道。数字处理器评估所有八个，只选择最强的三个，丢弃五个最吵闹的。这种组合的区别在于：

• 组合系统前信号利用率：72%
• 技术整合后使用：91.1%
• 实现的数据速率：1 GB/秒
• 发射器功率：2瓦
• 距离：3.6万公里

地球静止轨道战略优势

像星链这样的近地轨道卫星在数百公里高的轨道上运行，并通过无线电频率与终端进行通信。中国卫星在地球静止轨道上的距离是地球静止轨道的60倍，面临着更为复杂的挑战。仅随着距离的增加，光束就会大大减弱。然而，地球静止卫星不会很快穿过地平线。它固定悬停在天空中，无限期地与单个地面站保持连续的联系。

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对于不能容忍转换或中断的应用程序来说，这种持久性值得相当长的距离。必须不间断运行的灾难响应网络、安全军事通道和大容量数据中继都依赖于这种稳定性。激光波长比无线电频率携带更多的数据，并且更难以拦截或干扰。丽江的测试表明，实用的接收器架构可以弥补发射器的差距，而无需发射器功能强大到无法在轨道上运行。

创新转移到地球上的接收者

此次测试的创新点并不是常见的2瓦发射器。两瓦在太空中毫无意义。转折点是接收器恢复已被大气损坏的信号的能力。这一发现颠覆了有关太空通信的通常叙述，即关注发射的内容。中国团队将艰苦的工作转移到了先进的地面接收器上。

丽江工厂不是消费品。 1.8米望远镜、变形镜、多平面光转换器和实时处理器组成了一个研究中心。该基础设施发挥着关键作用：少量高容量地面站将卫星数据发送到地面光纤网络。该测试是特定条件下的孤立演示，但发布的数字是实际测量值，而不是模拟值。这些是孤立的数据，不能保证未来的服务。

据《南华早报》报道，这样的速度可以让一部高清电影在不到五秒的时间内从上海传到洛杉矶。这一成就代表了在更快、更有弹性的太空通信竞赛中迈出的重要一步，为需要冗余和极高可靠性且不间断的国家安全应用和海量数据传输开辟了前景。