中國示範了從地球靜止軌道達到每秒千兆位元的2瓦雷射器

一顆位於地球靜止軌道上的中國衛星透過極低功率雷射將數據傳輸到該國西南部的地面站，速度達到每秒千兆位元。在雲南麗江天文台進行的測試表明，僅2瓦的光束就能克服3.6萬公里的障礙和極端的大氣湍流。這項壯舉為更具彈性和更有效率的太空通訊鋪平了道路，這與星鍊等低軌道衛星今天的能力不同。

雲南高聳山峰上空的大氣層將雷射光束變成了一片閃爍的混亂。在軌道上開始的相干光脈衝在穿過不同溫度和密度的空氣層時會即時彎曲、散射和破碎。失真每隔幾毫秒就會改變一次。當那淡淡的、無形的光芒最終落在天文台的地面上時，它已經蔓延了數百公尺。儘管嚴重退化，接收器還是偵測到埋在殘骸中的資料流。

雙策略克服大氣屏障

北京郵電大學的吳健和中國科學院的劉超領導的團隊將兩種工程技術結合起來，單獨使用這些技術從未在如此弱的發射器上實現每秒千兆位元。自適應光學採用 357 個微鏡的可變形鏡，可即時移動以立即修正大氣畸變。模式分集接收接受損壞並蒐索中斷訊號的剩餘片段。沒有任何一種方法可以克服這個障礙。他們共同將不可能變成了可衡量的現實。

入射光束首先到達自適應光學階段，此階段足以減少下一階段的失真。然後，光線進入多平面光轉換器，將訊號分為八個獨立的空間通道。數位處理器評估所有八個，只選擇最強的三個，丟棄五個最吵鬧的。這種組合的差別在於：

• 組合系統前訊號利用率：72%
• 技術整合後使用：91.1%
• 實現的數據速率：1 GB/秒
• 發射器功率：2瓦
• 距離：3.6萬公里

地球靜止軌道戰略優勢

像星鏈這樣的近地軌道衛星在數百公里高的軌道上運行，並透過無線電頻率與終端進行通訊。中國衛星在地球靜止軌道上的距離是地球靜止軌道的60倍，面臨更複雜的挑戰。僅隨著距離的增加，光束就會大大減弱。然而，地球靜止衛星不會很快穿過地平線。它固定懸停在天空中，無限期地與單一地面站保持連續的聯繫。

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對於不能容忍轉換或中斷的應用程式來說，這種持久性值得相當長的距離。必須不間斷運作的災難應變網路、安全軍事通道和高容量資料中繼都依賴這種穩定性。雷射波長比無線電頻率攜帶更多的數據，並且更難攔截或乾擾。麗江的測試表明，實用的接收器架構可以彌補發射器的差距，而無需發射器功能強大到無法在軌道上運行。

創新轉移到地球上的接收者

此次測試的創新點並不是常見的2瓦發射器。兩瓦在太空中毫無意義。轉折點是接收器恢復已被大氣損壞的訊號的能力。這項發現顛覆了有關太空通訊的通常敘述，即關注發射的內容。中國團隊將艱苦的工作轉移到了先進的地面接收器。

麗江工廠不是消費品。 1.8米望遠鏡、變形鏡、多平面光轉換器和即時處理器組成了一個研究中心。此基礎設施發揮關鍵作用：少量高容量地面站將衛星資料發送到地面光纖網路。該測試是特定條件下的孤立演示，但發布的數字是實際測量值，而不是類比值。這些是孤立的數據，不能保證未來的服務。

根據《南華早報》報道，這樣的速度可以讓一部高清電影在不到五秒的時間內從上海傳到洛杉磯。這項成就代表了在更快、更有彈性的太空通訊競賽中邁出的重要一步，為需要冗餘和極高可靠性且不間斷的國家安全應用和大量資料傳輸開闢了前景。