6/9/2014, 最近幾天，美國(guó)航天局宣布利用激光束把一段37秒的高清視頻從國(guó)際空間站傳回地面的新聞被各類網(wǎng)站轉(zhuǎn)載。一些媒體為此歡呼說(shuō)，太空的寬帶時(shí)代就要到來(lái)了嗎？ 

     激光通信很早就被光通信業(yè)者關(guān)注，只不過(guò)在自由空間光通信FSO技術(shù)熱了幾年之后因?yàn)橛猛居邢?，成本也不低，逐漸銷聲匿跡。這一次沾了NASA的光，激光通信被主流媒體炒得熱熱鬧鬧。美國(guó)航天局在新聞中介紹說(shuō)，他們的名為“激光通信科學(xué)光學(xué)載荷”(OPALS)的項(xiàng)目利用極為細(xì)小的激光束傳輸數(shù)據(jù)，速率可比現(xiàn)有基于無(wú)線電波的通信方式提高10倍到1000倍。這次試驗(yàn)中使用的時(shí)長(zhǎng)37秒、名為“你好，世界!”的高清視頻，只用了3.5秒就成功傳回，相當(dāng)于傳輸速率達(dá)到每秒50兆，而傳統(tǒng)技術(shù)下載需要至少10分鐘。 

     但是事實(shí)上，這并不是空間激光通信的首次報(bào)道，50Mbps的帶寬也不是什么新紀(jì)錄。網(wǎng)上可以找到一條2012年的新聞?wù)f，“國(guó)際空間站的俄羅斯區(qū)段在10月2日首次通過(guò)激光將寬帶信息傳輸?shù)降孛嬲?。傳輸?shù)據(jù)量為2.8GB，傳輸速度達(dá)到每秒125MB。”新聞里說(shuō)俄羅斯的太空激光通信系統(tǒng)由俄精密儀器制造系統(tǒng)公司和“能源”火箭航天公司共同研發(fā)。它從太空發(fā)射激光信號(hào)，再由地面接收站將激光解調(diào)成電信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)信息傳輸。根據(jù)俄航天部門(mén)今年2月進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，該系統(tǒng)可在1000公里的距離內(nèi)以每秒2至75MB的速度傳輸數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)的無(wú)線通信相比，激光通信的優(yōu)點(diǎn)是保密性強(qiáng)、不怕電磁干擾和通信質(zhì)量好。 

    光通信技術(shù)雜志2010年8月號(hào)發(fā)表了時(shí)為北京郵電大學(xué)信息光子學(xué)與光通信教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以及上海光機(jī)所中科院空間激光通信與檢驗(yàn)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室劉宏展博士的文章“空間激光通信發(fā)展趨勢(shì)分析”。文章一開(kāi)頭就說(shuō)空間激光通信一直是許多技術(shù)強(qiáng)國(guó)一直在投入大量人力，財(cái)力，物力進(jìn)行研究的，真正意義上第一次長(zhǎng)距離相干光通信就說(shuō)以空間激光通信的方式實(shí)現(xiàn)的，而不是在光纖網(wǎng)絡(luò)上。2008年，歐洲航天局的科學(xué)家就利用搭載在德國(guó)TerraSAR-X 衛(wèi)星上的第二代最新星間激光通信終端與相距5000km 的美國(guó)N-FIRE 衛(wèi)星上的激光通信終端進(jìn)行了B/SK 調(diào)制、零差接收的相干通信實(shí)驗(yàn)，其誤碼率小于10^-9、數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到了5.625Gb/s。而這個(gè)時(shí)候光纖網(wǎng)絡(luò)中還未實(shí)現(xiàn)相干通信。相比而言，劉宏展博士的文章說(shuō)直接調(diào)制系統(tǒng)由于空間環(huán)境下背景噪聲的問(wèn)題最大通信速率不超過(guò)50Mbps每秒。 

    文章還指出，對(duì)于新興的量子保密通信，如何解決量子密鑰長(zhǎng)距離的有效分發(fā)是成功實(shí)現(xiàn)量子通信的關(guān)鍵。利用衛(wèi)星來(lái)分發(fā)單光子(或糾纏光子對(duì))的方法為遠(yuǎn)程量子通信網(wǎng)絡(luò)提現(xiàn)有的光纖和陸上自由空間鏈路所帶來(lái)的距離限制，實(shí)現(xiàn)真正意義上的全球量子通信。供了一種獨(dú)特的解決方案，這將克服現(xiàn)有的光纖和陸上自由空間鏈路所帶來(lái)的距離限制，實(shí)現(xiàn)真正意義上的全球量子通信。歐洲航天局從2002年就開(kāi)始組織了一批相關(guān)的研究項(xiàng)目。 

    對(duì)于光通信業(yè)者來(lái)說(shuō)，空間激光通信里的光器件選擇相信一定是更多廠商關(guān)心的。這方面，劉博士的文章提到，2009 年，歐洲航天局ESA 在其發(fā)射的SMOS （Soil Moisture and Ocean Salinity）衛(wèi)星上裝備了大量的光子器件，比如光纖傳感器、6.25Gb/s 的空間光纖接收發(fā)射模塊 和內(nèi)嵌VCSEL 激光器及其驅(qū)動(dòng)電路的ADC-DSP-DAC 高速傳輸模塊（速率為25Gb/s）等。 

    武漢楚星的關(guān)總曾經(jīng)告訴編輯，他們的特種光纖產(chǎn)品也被應(yīng)用到我國(guó)航天飛船的項(xiàng)目中?？梢韵嘈?，隨著中國(guó)航天事業(yè)的進(jìn)展，會(huì)有越來(lái)越多的光電器件產(chǎn)品被應(yīng)用到航天產(chǎn)品中。NASA的這條新聞雖然不算新，但對(duì)于空間激光通信來(lái)說(shuō)也是很好的宣傳稿，希望不久也能看到我們國(guó)家的空間激光通信試驗(yàn)的進(jìn)展。