本文來自：科技日?qǐng)?bào) 作者: 金鳳

一束激光，1秒鐘就可傳輸10G的信息；一個(gè)20公斤的通信終端可以傳輸幾百公里……近日，在2019年全國通信理論與技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議暨通信領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展論壇上，中國工程院院士姜會(huì)林在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)表示，空間激光通信技術(shù)具有保密性好、抗干擾能力強(qiáng)、通信速率高、體積小、重量輕、能耗低、靈活機(jī)動(dòng)等特點(diǎn)。如果能“聯(lián)袂”微波光子技術(shù)，與無線通信結(jié)合，或?qū)⒅?G的應(yīng)用。

中國工程院院士姜會(huì)林，南京郵電大學(xué)供圖

中國工程院院士姜會(huì)林介紹，空間激光通信以激光為載波，在空間實(shí)現(xiàn)信息無線傳輸。其有五個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，一是高速率，由最初的幾Kbps向40-100Gbps方向發(fā)展；二是網(wǎng)絡(luò)化，由目前的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信向“一對(duì)多”、“多對(duì)多”同時(shí)通信可以組網(wǎng)方向發(fā)展；三是多譜段，由可見光、紅外光向紫外光及太赫茲等多波段方向發(fā)展；四是一體化，由單一通信向與測(cè)量、偵察、對(duì)抗一體化方向發(fā)展；五是多用途，由少量鏈路應(yīng)用向星、空、地以及深空與水下通信方向發(fā)展。

空間激光通信可以用于抗震救災(zāi)、突發(fā)事件、反恐、江河兩岸以及最后一公里的接入。例如抗震救災(zāi)時(shí)，地面光纖如果被破壞，就可用激光傳輸；又比如在特殊環(huán)境中的機(jī)場、監(jiān)獄、軍事前線，無線電傳輸經(jīng)常會(huì)被干擾，但如果把信源放到激光上傳輸，想干擾就很難。

“激光通信提供了很好的信息傳輸手段，如果再加上微波光子學(xué)技術(shù)，將無線電通信和激光通信結(jié)合起來發(fā)展，應(yīng)用前景更為廣闊，而且對(duì)于5G、6G的應(yīng)用會(huì)有所貢獻(xiàn)。例如，減少5G、6G基站數(shù)量的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是開展設(shè)備與設(shè)備直接通信，激光通信會(huì)有所幫助?！苯獣?huì)林說。

在姜會(huì)林看來，天地一體化網(wǎng)絡(luò)以地面網(wǎng)絡(luò)為依托，以天基網(wǎng)絡(luò)為拓展，由骨干網(wǎng)、接入網(wǎng)和子網(wǎng)組成。目前，國內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)布局呈現(xiàn) “天弱地強(qiáng)”的特征。在地面，2017年我國互聯(lián)網(wǎng)的普及率已經(jīng)達(dá)到55.8%；而在空間，將需要架構(gòu)起天空地海一體化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，但在空間信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中，還存在體系設(shè)計(jì)難、動(dòng)態(tài)路由難、保密通信難、信息獲取難、星上處理難、網(wǎng)絡(luò)管理難等問題。

姜會(huì)林透露，目前世界上所做的激光通信試驗(yàn)，都是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸，想要實(shí)現(xiàn)通信組網(wǎng)，就需要“多對(duì)多”同時(shí)通信。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研制出一個(gè)小天線，用旋轉(zhuǎn)拋物面的原理，搭建了一個(gè)多鏡片拼接結(jié)構(gòu)，“不管哪個(gè)方向來的光束，只要指向旋轉(zhuǎn)拋物面焦點(diǎn)，就可以平行反射出去。每個(gè)鏡片都可以俯仰、偏航轉(zhuǎn)動(dòng)。

目前，團(tuán)隊(duì)已研制出“一對(duì)三”同時(shí)激光通信系統(tǒng)，并成功進(jìn)行了原理實(shí)驗(yàn)。他說，如果能“多對(duì)多”同時(shí)激光通信，那么，就可以應(yīng)用于空間信息網(wǎng)絡(luò)，不僅傳輸速率高，而且保密安全性好。