据西安光机所介绍，其研制的两套卫星激光通信系统于今年 5 月 20 日成功在酒泉发射，并完成开机自检等系列工作，等待在轨测试。

在 7 月 9 日至 21 日期间，研究团队利用少量卫星测控弧段开展了卫星激光通信系统在轨验证工作，成功实现距离 600km 的双星链路稳定建链。此后，双星通信载荷顺利开展数据传输，成功实现通信速率 2.5Gbps 的高速数据通信，并且系统误码率为零。

在 7 月 27 日至 30 日期间，西安光机所激光通信系统实现了通信速率 2.5Gbps、通信距离 600km、通信时间 145 分钟的星间长时间连续稳定通信（零误码），进一步扩展了星间激光链路承载实际数据业务的能力。

此外，基于星间激光通信链路，西安光机所激光通信系统成功进行了双星路由建立、视频 IP 电话、业务数据流传输等多种数据业务在轨示范，并且在 46 万包数据传输中实现了零丢包。未来，该团队将开展星间距离 2500km 和 4500km 的数据业务在轨示范。

据西安光机所介绍，卫星激光通信技术是近年来发展非常快的新型通信技术，目前处于在轨技术验证和应用示范阶段。由于应用前景巨大，许多国家都投入了巨大了研究资源。

IT之家了解到，索尼于 6 月份成立了一家新公司，该公司将制造和供应允许在轨小型卫星通过激光束相互通信的设备，以进入快速增长的空间业务。

此外，SpaceX 内部已经制造了自己的激光通信设备，并于去年底首次在其 Starlink 星链卫星上进行了搭载。

独树一帜的激光通信

激光作为一种新型光源，具有亮度高、方向性强、单色性好、相干性强等特征，激光通信则是利用激光来作为信息的载体。与传统的无线电通信相比，卫星激光通信具有许多独到之处：

首先激光载波频率具有数百 THz量级，比载波频率在几 GHz 到几十 GHz 范围内的传统无线电通信高 3~5 个数量级，可携带更多信息，通信速率更高。其次激光发散角小，束宽极窄且指向性好，在空间中不易被捕获。在进行激光通信时，设备必须位于狭窄的光束之内，才能接收到较为清晰的信号，因此可以利用激光进行两点之间的高度保密通信，也可以建立防拦截激光通信网络，进行多点保密通信，通信过程中不易受外界干扰，拥有更好的安全性和可靠性。同时激光波长比无线电波长小 3~5 个数量级，激光通信系统所需的收发光学天线、发射与接收部件等器件与无线电所需器件相比，尺寸小、重量轻，可满足小型化、轻量化、低功耗的要求。

虽然激光通信也存在着一定的局限性。如与微波通信相比，激光通信的成本较高；激光在大气传输的过程中，会被雪雾和雨水大大衰减而影响通信的质量；且激光束极高的方向性也导致对设备的稳定性和精度提出很高的要求。但是总体来说，激光通信必将在军事领域以及未来空间高速数据传输方面得到广泛的应用，这已经成为国际上的共识及趋势。此前美国太空发展局局长德里克·图尔尼尔就曾说过，激光通信可以带来“高带宽、低延时、信号干扰概率低的通信网络，适用于任何平台，无论是在水面上，船上，还是在空中”。

为万亿级卫星互联网市场奠定基础

通信是人类日常活动的根本需求。传统的地面通信设备，由于成本和物理空间（海洋、沙漠等）的限制，无法覆盖全球。

卫星互联技术作为一项颠覆性通信技术，能够为全球人民（包括42%未上网人口，约29亿人）提供全球覆盖网络，拥有万亿元的存量市场规模，以及巨大的增量市场。激光通信终端是低轨卫星网络的标配载荷，国内市场规模超百亿。

地面5G收发是未来“天地互联网”应用地面端的重要触点，未来C端应用广阔，市场规模同样超百亿。

近日，卫星激光通信设备研制商氦星光联（HiStarlink）宣布完成数千万人民币的天使轮系列融资，两轮融资仅间隔一个多月。

成立于2021年8月的氦星光联，是中国对标Starlink星上通信技术的商业公司，致力于低功耗小型化星载激光通信终端以及核心器件的研制，主要产品矩阵涵盖了宇航级核心光电器件、超高速通信算法、激光通信终端以及星地激光地面接收系统。公司愿景是“高速连接全宇宙”，通过经验与创新解决卫星互联网中高成本、低速率、高延迟的通信痛点。

氦星光联已完成40Gbit/s超高速通信产品开发以及10Gbit/s宇航级光器件产品开发。高速通信板支持最高双通道40Gbit/s（共 80Gbit/s）的通信能力，能够在恶劣环境下低功耗长期稳定工作。高速宇航级光收发模块可支持更加稳定的光电信号传输，实现7年长期稳定在轨运 行。星载激光通信通信终端能够实现最远5000km距离的星间高速数据传输。

近年来，激光通信终端呈现出高吞吐和轻量化的发展趋势，也呈现出可靠性高、保密性好、低延迟、数据共享能力强的优势。这些行业的特点和优势也引起了各个国家的关注，甚至已经出现了激烈的竞争格局。

首先，在当前国际局势振荡的大环境下，国防领域的实时通讯需求和信息安全，已经成为全球各个国家的关注焦点。激光通信的低延迟和保密性好，正好满足此需求。不同于声波，光波的散射性，激光的发射角较小，能将能量汇聚在狭窄的发射方向商。这意味着相邻卫星之间的干扰会减少，也降低被间谍卫星窃听的可能性。对于政府、金融以及有高数据安全需求的企业非常有帮助。除此之外，激光和卫星的频谱波段不同，目前不受国际电信联盟（ITU）或FCC的管制，不需要进行相应的审核报备。

其次，高速和低延迟的特性，也是激光通信的明显优势。相比于十余年前的传统互联网，当前的地面光纤网络速度让多数用户的使用体验有较大的提升，这也是移动互联网兴起的根基。然而，即使是最好的光纤电缆，仍受到一定的附加物理条件限制，网络传输速度存在一定的延迟。激光通信拥有巨大的潜力，可以降低连接延迟。马斯克曾表示，星链的激光通信系统，数据传输将比光纤快40%。

行业的国际竞争

本轮的激光通信热潮，也是由全球商业航天领域的领头羊SpaceX掀起。

从2020年开始，SpaceX高级认证工程师Kate Tice就透露了星链将具备卫星激光通讯链接的新功能，并成功在轨道上测试了星链卫星的激光通信能力。2021年6月起，SpaceX暂停了数月的卫星发射安排。在后续新闻中，SpaceX解释为公司希望整合卫星激光通信系统。

星链的高调进展，也让激光通信引起了国内外的高度关注。行业内一直传闻星链的激光通信设备供应商为德国的Mynaric，这家公司在高管和业务进展层面与SpaceX有非常耦合的关系，但SpaceX并没有正面回应过该传闻。

成立于2009年的Mynaric，是一家总部位于德国慕尼黑的激光通信设备供应商，与德国航天局（DLR）之间有密切的研发合作关系，目前已在纳斯达克和法兰克福上市，客户包括美国国防部高级研究计划局（DARPA）和美国小型SAR卫星企业领头羊Capella Space等。2020年7月底，Mynaric收到德国政府的通知，禁止向中国提供激光通信设备。据行业传闻，有接近170万欧元的合同因为此禁令被取消。这也给了氦星光联更多的成长空间和机会。

除了初创企业外，许多欧美的传统航天巨头或单位，也在发力激光通信行业，包括空客公司（Airbus），瑞士的RUAG Space，美国军工巨头诺斯洛普·格鲁曼（Northrop Grumman）与俄罗斯联邦航天局旗下的TsNIImash。

亚洲范围内，日本的发展也非常迅速。日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）与三菱重工、索尼等企业合作了非常多的激光通信项目，开展了空间站在轨试验等项目。

在中国，当前国营单位也在积极准备。中国航天科工二院25所基于虹云工程正在研制高性能星间激光通信终端。2020年08月21日，由中国航天三江集团所属航天行云公司抓总研制的“行云二号”卫星，搭载的激光通信载荷技术得到成功验证，实现了建链流程完整、遥测状态稳定的双向通信，代表我国卫星物联网星座实现星间激光通信技术突破。

文章来源：36氪，科普中国，IT之家