據(jù)測(cè)算，到2027年中國(guó)“GW”激光載荷市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)約800億。

一、激光通信的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

1.1 激光通信的技術(shù)優(yōu)勢(shì)及瓶頸

1.1.1 激光通信以其高帶寬、高安全性以及設(shè)備體積小等優(yōu)勢(shì)有望成為發(fā)展主流

激光通信的通信容量大，也即是傳輸速率更快。激光的頻率比微波要高許多，作為通信的載波有更寬的利用頻帶。目前無(wú)線激光通信工作頻段主要在365～326THz（對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)范圍光波長(zhǎng)范圍多在820nm～920nm），設(shè)備間無(wú)射頻信號(hào)干擾。

從現(xiàn)有技術(shù)來(lái)說(shuō)，光波作為信息載體可傳輸達(dá)10Gbit/s的數(shù)據(jù)碼率，采用名為波分復(fù)用技術(shù)的方法還能進(jìn)一步提高（將兩種或多種不同波長(zhǎng)的光載波信號(hào)在發(fā)送端經(jīng)復(fù)用器匯合在一起，傳輸后在接收端經(jīng)分波器將各種波長(zhǎng)的光載波進(jìn)行分離并恢復(fù)信號(hào)）。

激光通信的可靠性高，且保密性好。激光作為光源的發(fā)散角很小，能量集中在很窄的光束中。這意味著和鄰近衛(wèi)星間的通信干擾將會(huì)減小，避免了相互影響沖突，穩(wěn)定性增強(qiáng)，也就是所謂的可靠性高。而且這樣的光束具有高度的定向性，纖細(xì)而集中的發(fā)射波束指向接收機(jī)，可有效的提高抗干擾、防竊聽的能力，除非其通信鏈路被截?cái)?，否則數(shù)據(jù)不易外泄，保密性好。

激光通信技術(shù)結(jié)合了無(wú)線電通信和光纖通信的優(yōu)點(diǎn)，以激光為載波進(jìn)行通信。激光通信技術(shù)具有抗干擾能力強(qiáng)、安全性高、通信速率高、傳輸速度快、波段選擇方便及信息容量大的優(yōu)勢(shì)，其特點(diǎn)是系統(tǒng)體積小、重量輕、功耗低、施工簡(jiǎn)單、靈活機(jī)動(dòng)，在軍事和民用領(lǐng)域均有重大的戰(zhàn)略需求與應(yīng)用價(jià)值。

激光通信相關(guān)的設(shè)備體積小、質(zhì)量輕、功耗低。激光的光束集中且攜帶信息量大，激光通信的能量利用率高，落在接收機(jī)望遠(yuǎn)鏡天線上的功率密度高，發(fā)射機(jī)的功耗低，發(fā)射功率也可大大降低，所以發(fā)射設(shè)備及其供電系統(tǒng)可以做的體積更小、重量更輕，更加便于衛(wèi)星等空間探測(cè)器攜帶。

另一方面，激光的波長(zhǎng)短、穿透力強(qiáng)，方向性好且能量集中，這些優(yōu)點(diǎn)也使得接收望遠(yuǎn)鏡口徑可以減小，擺脫了無(wú)線電波通信系統(tǒng)巨大的碟形天線，接收系統(tǒng)也可以做的體積更小、重量更輕。這些也使得激光通信相關(guān)系統(tǒng)、設(shè)備的建造和維護(hù)費(fèi)用相對(duì)低廉。

表一：各種通信方式特點(diǎn)對(duì)比 

（資料來(lái)源：公開資料，本翼資本整理） 

1.1.2 激光通信光束易發(fā)散且易受大氣條件影響

窄波束的激光在長(zhǎng)距離的傳播后會(huì)產(chǎn)生發(fā)散也是不可避免的。所以在越遠(yuǎn)的地方看到光源的亮度就越暗淡。

激光傳輸深受大氣吸收和散射、大氣湍流、以及背景光等因素的影響，其可靠性受到一定的挑戰(zhàn)。影響星地激光通信的主要因素有大氣吸收及散射、大氣湍流、背景光、云霧雨等，如圖1所示。大氣對(duì)激光的吸收主要是由于大氣分子和特定波長(zhǎng)的激光相互作用產(chǎn)生的，大氣對(duì)激光的散射也與波長(zhǎng)相關(guān)，可以由比爾-朗伯（Beer-Lambert）定律描述；大氣湍流是由于大氣溫度和壓強(qiáng)的變化產(chǎn)生的，會(huì)使信號(hào)的強(qiáng)度和相位重新分布，也即波前畸變，通常采用伽瑪-伽瑪（Gamma-Gamma）分布或者更為精確的雙參數(shù)威布爾（Weibull）分布來(lái)描述；背景光的影響來(lái)自于太陽(yáng)、其他恒星、及散射光等；云霧雨主要從吸收和散射的角度來(lái)影響激光通信。針對(duì)上述各類因素，世界各國(guó)開展了理論研究，并進(jìn)行了多類地面演示試驗(yàn)。

圖一：影響星地激光鏈路的主要因素

（資料來(lái)源：公眾號(hào)“衛(wèi)星與網(wǎng)絡(luò)”，本翼資本整理）

1.2 激光通信的主要技術(shù)

隨著激光、光學(xué)和光電子元器件技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，激光通信技術(shù)不斷取得突破。按照系統(tǒng)功能劃分，激光通信技術(shù)主要分為捕獲跟蹤、通信收發(fā)、大氣補(bǔ)償、光機(jī)電設(shè)計(jì)以及系留氣球和平流層飛艇6類技術(shù)。 

1.2.1 捕捉跟蹤技術(shù)

激光通信技術(shù)借助光源的小發(fā)散角波束提供高功率增益，這對(duì)光束的捕獲跟蹤提出了比微波通信更高的要求。實(shí)現(xiàn)快速、大概率、大范圍的光束捕獲和穩(wěn)定的高帶寬、高精度光束跟蹤是激光通信瞄準(zhǔn)、捕獲、跟蹤技術(shù)研究的核心目標(biāo)。其中，光束捕獲采用激光瞄準(zhǔn)技術(shù)和粗/精跟蹤相獨(dú)立的體制，即粗跟蹤由大視場(chǎng)相機(jī)和伺服轉(zhuǎn)臺(tái)組成閉環(huán)，提供大范圍低頻帶伺服控制；精跟蹤由高幀頻相機(jī)和快速振鏡組成閉環(huán)，提供小范圍高頻帶伺服控制，從而有效抑制因光束大范圍運(yùn)動(dòng)和高頻率抖動(dòng)引起的光束擾動(dòng)。

隨著激光技術(shù)的進(jìn)步，受益于激光光束智能變換、激光相控陣等新技術(shù)的逐漸發(fā)展成熟，將其應(yīng)用于激光通信技術(shù)的捕獲、瞄準(zhǔn)、跟蹤系統(tǒng)中，使傳統(tǒng)跟瞄模式發(fā)生改變，可提高空間光通信系統(tǒng)的跟瞄精度、速度和可靠性。同時(shí)，小型高效率激光器的出現(xiàn)也使跟瞄系統(tǒng)向小型化、輕型化和集成化發(fā)展。另外，可采用粗精復(fù)合高精度跟蹤，通過(guò)激光光束智能變換，在保證跟蹤性能的前提下，簡(jiǎn)化激光通信跟瞄系統(tǒng)。

1.2.2 通信收發(fā)技術(shù)

激光通信技術(shù)需要激光器具有大調(diào)制帶寬、高發(fā)射功率和窄線寬等特點(diǎn)。具體來(lái)看，激光調(diào)制技術(shù)的調(diào)制方式可以分為直接調(diào)制和間接調(diào)制，由于直接調(diào)制方式使帶寬和發(fā)射功率受限，目前主要采用小功率種子激光源間接調(diào)制后通過(guò)高功率光纖放大器獲得高發(fā)射功率的方法進(jìn)行調(diào)制；根據(jù)作用光束的參數(shù)不同（如強(qiáng)度、頻率、相位等），可分為調(diào)幅、調(diào)頻和調(diào)相等不同調(diào)制方式，由于不同波長(zhǎng)系統(tǒng)相應(yīng)器件的差異，調(diào)制方式也有所差別。目前激光通信技術(shù)采用的激光波長(zhǎng)主要有800nm、1000nm和1550nm3個(gè)波段，其中800nm波段的半導(dǎo)體激光器一般利用強(qiáng)度調(diào)制/直接檢測(cè)（IM/DD），1000nm波段的Nd:YAG固體激光器可采用各種調(diào)制方式，而1550nm波段的半導(dǎo)體激光器與光纖通信系統(tǒng)兼容，可采用多種高速調(diào)制方式并利用摻鉺光纖放大器實(shí)現(xiàn)高速、高功率發(fā)射。

激光通信接收機(jī)的高速探測(cè)器均由光纖耦合以適應(yīng)高速探測(cè)器的小探測(cè)截面，并有利于系統(tǒng)集成化。因此，激光到光纖的耦合是激光通信接收部分的關(guān)鍵技術(shù)之一，其中對(duì)光纖高效率耦合主要受模式匹配、對(duì)準(zhǔn)偏差、菲涅爾反射、吸收損耗、平臺(tái)振動(dòng)等影響?，F(xiàn)有的光纖耦合方法主要采用的是光學(xué)自適應(yīng)、錐形光纖、光纖章動(dòng)等，尚未出現(xiàn)實(shí)質(zhì)性突破，光纖高效耦合技術(shù)仍是當(dāng)前激光通信系統(tǒng)的主要難題之一。

1.2.3 大氣補(bǔ)償技術(shù)

當(dāng)空間激光通信技術(shù)應(yīng)用在星地、空空和空地等鏈路時(shí)，激光在穿越大氣層的過(guò)程中受大氣湍流影響，在傳輸時(shí)會(huì)出現(xiàn)接收功率抖動(dòng)，導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)誤碼，這在高速激光通信中更加明顯。為解決這一問(wèn)題，采用高精度實(shí)時(shí)波前畸變校正技術(shù)是抑制大氣湍流對(duì)傳輸光束波前影響的有效方法，即通過(guò)哈特曼傳感器進(jìn)行多孔徑波面探測(cè)，在一定程度上能夠矯正波前畸變。但該技術(shù)的主要難點(diǎn)在于激光到達(dá)角起伏補(bǔ)償、波面變形補(bǔ)償和空中飛行時(shí)附面層影響補(bǔ)償，可通過(guò)探測(cè)系統(tǒng)引入波前畸變補(bǔ)償鏡技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合校正。

近年來(lái)有關(guān)大氣信道的研究成果頗豐。例如，2018年開展的基于部分相干載波的大氣高速傳輸研究，由有源鎖模光纖激光器泵浦色散位移光纖而產(chǎn)生的超連續(xù)譜光源作為部分相干高速載波，在1km大氣湍流信道中，相比于相干光源，采用部分相干光載波源能有效抑制大氣湍流造成的光強(qiáng)閃爍。而后，證明了可將全光時(shí)分復(fù)用（OTDM）技術(shù)應(yīng)用在部分相干光通信系統(tǒng)中以提升傳輸速率，最高速率達(dá)到了16Gb/s。

1.2.4 光機(jī)電設(shè)計(jì)技術(shù)

為減小自由空間的功率損耗，提高發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)增益，需要通信光束以近衍射極限角發(fā)射。在保證發(fā)射光學(xué)口徑的基礎(chǔ)上，提高光束發(fā)射增益對(duì)光纖耦合技術(shù)、光束整形技術(shù)、望遠(yuǎn)鏡面型設(shè)計(jì)提出了更嚴(yán)格的要求。為突破近衍射極限角發(fā)射的關(guān)鍵技術(shù)、發(fā)射激光源的整形準(zhǔn)直技術(shù)和高效率光纖耦合技術(shù)，亟需通過(guò)激光技術(shù)的發(fā)展，研究光纖不同芯徑、束散角與光學(xué)系統(tǒng)匹配的優(yōu)化選取方法。

對(duì)于光學(xué)基臺(tái)技術(shù)，要求對(duì)光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行模塊化、輕量化設(shè)計(jì)，且能滿足未來(lái)空間激光通信網(wǎng)絡(luò)一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)動(dòng)中通同時(shí)傳輸。與此同時(shí)，激光技術(shù)的廣泛應(yīng)用促成了多行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化，如基于激光技術(shù)的激光整形傳輸促成了元件的模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化，降低了整機(jī)體積與成本。

1.2.5 系留氣球中繼技術(shù)

系留氣球是一種通過(guò)纜繩固定于地面，靠氣囊內(nèi)的浮升氣體獲得浮力的浮空器。其特點(diǎn)是可以在空中特定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)定高、長(zhǎng)時(shí)間駐留，具備搭載各種通信、偵察和探測(cè)等電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)相應(yīng)任務(wù)功能的能力。

圖二：系留氣球中繼技術(shù)

（資料來(lái)源：基于浮空平臺(tái)的天地一體化網(wǎng)絡(luò)激光中繼設(shè)計(jì)，本翼資本整理）

該中繼方案能夠充分利用系留氣球平臺(tái)成本低，使用維護(hù)簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)，適合在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行大規(guī)模部署，以快速實(shí)現(xiàn)廣域的高速數(shù)據(jù)服務(wù)覆蓋。同時(shí)，系留氣球通過(guò)光纖與地理骨干節(jié)點(diǎn)之間直接建立高可靠的有線通信鏈路，有效克服了無(wú)線通信鏈路在低層大氣環(huán)境中不夠穩(wěn)定可靠的缺點(diǎn)。但是由于系留氣球仍工作在對(duì)流層，其激光中繼受大氣內(nèi)天氣現(xiàn)象的影響不能完全消除，且單個(gè)氣球由于通過(guò)線纜固定于地面，不具備機(jī)動(dòng)能力，使用場(chǎng)景也受到了一定程度的限制。

1.2.6 平流層飛艇中繼技術(shù)

平流層飛艇是一種通過(guò)浮生氣體產(chǎn)生浮力，并帶有推進(jìn)系統(tǒng)，可連續(xù)在特定區(qū)域駐留的浮空平臺(tái)。相對(duì)于系留氣球平臺(tái)，平流層飛艇除了能夠長(zhǎng)期定點(diǎn)懸停工作外，其最大特點(diǎn)在于還能夠跨區(qū)域進(jìn)行大范圍機(jī)動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)廣域覆蓋。

圖三：平流層飛艇氣球中繼技術(shù)

（資料來(lái)源：基于浮空平臺(tái)的天地一體化網(wǎng)絡(luò)激光中繼設(shè)計(jì)，本翼資本整理）

平流層飛艇攜帶激光通信終端、微波通信設(shè)備工作在平流層底層，通過(guò)轉(zhuǎn)化成多路微波信號(hào)克服低空復(fù)雜氣象條件的影響，可完全克服低空復(fù)雜氣象條件干擾，長(zhǎng)時(shí)可靠工作。在飛艇上部署激光通信終端，飛艇與衛(wèi)星之間通過(guò)空間激光鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，飛艇與地面之間通過(guò)微波鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸與分發(fā)。本方案充分結(jié)合激光高速傳輸能力，以及微波大氣穿透性強(qiáng)的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)天地?cái)?shù)據(jù)的高速高可靠中繼。

相對(duì)于系留氣球平臺(tái)，平流層飛艇工作在對(duì)流層之上，與天基骨干網(wǎng)之間的激光鏈路更為穩(wěn)定可靠，且平臺(tái)本身具備大范圍機(jī)動(dòng)的能力，能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的廣域覆蓋。平流層飛艇的主要缺點(diǎn)在于成本較高，保障維護(hù)較為困難，在未來(lái)的天地一體化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，需要根據(jù)實(shí)際場(chǎng)景需求，對(duì)兩種中繼平臺(tái)進(jìn)行合適的選擇。

1.3 激光通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

激光通信的技術(shù)趨勢(shì)就是向高速率、網(wǎng)絡(luò)化、多用途以及一體化發(fā)展。

1.3.1 高速率

隨著空間激光通信高速調(diào)制解調(diào)和傳輸技術(shù)的快速發(fā)展，未來(lái)星地激光通信鏈路速率有望達(dá)到100Gb/s量級(jí)。高速激光通信采用高階調(diào)制方式如正交相移鍵控（QPSK）、正交振幅調(diào)制（QAM）和復(fù)用方式如波分復(fù)用（WDM）、時(shí)分復(fù)用（TDM）、軌道角動(dòng)量復(fù)用（OAM），短距離（<1km）速率可達(dá)Tb/s量級(jí)。

1.3.2 網(wǎng)絡(luò)化

隨著全球化和信息技術(shù)的發(fā)展，亟需建設(shè)具有不依托地面網(wǎng)絡(luò)、無(wú)縫覆蓋全球、高帶寬和抗毀性能的空間網(wǎng)絡(luò)。因此，依托空間激光通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)的天基寬帶傳送網(wǎng)絡(luò)是今后發(fā)展的重要趨勢(shì)。

空間激光通信技術(shù)逐漸從點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式向中繼轉(zhuǎn)發(fā)和構(gòu)建激光網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展。由于激光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的主要難點(diǎn)在于激光發(fā)散角小、光信號(hào)動(dòng)態(tài)接入以及受空間環(huán)境影響大等，因此構(gòu)建激光通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需突破“一對(duì)多”的激光通信技術(shù)難題、研究動(dòng)態(tài)路由解決接入方案、尋求激光通信和微波聯(lián)合通信體制。長(zhǎng)春理工大學(xué)提出的采用旋轉(zhuǎn)拋物面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)光學(xué)收發(fā)天線，實(shí)現(xiàn)多顆衛(wèi)星間激光通信組網(wǎng)，光學(xué)原理簡(jiǎn)單，是探索解決這一難點(diǎn)的重大突破。

1.3.3 多用途

隨著空間激光通信技術(shù)的逐漸成熟，空間激光通信的高調(diào)制速率、遠(yuǎn)傳輸距離和低能耗的優(yōu)點(diǎn)逐漸凸顯。目前，空間激光通信技術(shù)已廣泛應(yīng)用于星間、星空、空空、空地等鏈路的寬帶數(shù)據(jù)傳輸，并逐漸向深空探測(cè)、水下和地面接入通信擴(kuò)展，用途越來(lái)越廣。

深空探測(cè)是人類對(duì)月球、遠(yuǎn)距離天體或空間開展的探測(cè)活動(dòng)，是了解太陽(yáng)系及宇宙，揭示宇宙起源與演變，拓展人類生存空間的必然選擇。月球探測(cè)工程的實(shí)施拉開了我國(guó)深空探測(cè)的序幕，隨后又實(shí)施了火星探測(cè)工程。水下無(wú)線光通信作為一種新興通信技術(shù)，具有容量大、帶寬高、保密性好、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，已成為世界大國(guó)競(jìng)相發(fā)展的一項(xiàng)重要通信技術(shù)。利用可見光進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的無(wú)線光傳輸技術(shù)兼具照明、通信和控制定位等功能，易與現(xiàn)有基礎(chǔ)照明設(shè)施相融合，且符合國(guó)家節(jié)能減排的戰(zhàn)略思想，逐漸成為未來(lái)智能時(shí)代超高速泛在光聯(lián)網(wǎng)的主要寬帶傳輸方法。另外，在一些無(wú)法鋪設(shè)光纜的特殊應(yīng)用場(chǎng)合，如海島之間、城市樓宇間、野外復(fù)雜環(huán)境等，空間激光通信技術(shù)可起到光纖通信技術(shù)所無(wú)法替代的作用。

1.3.4 一體化

由于激光在高速通信和精密測(cè)距方面具有優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)激光測(cè)距與通信一體化技術(shù)越來(lái)越受到重視。激光測(cè)距與通信一體化設(shè)計(jì)是以高速通信為主，兼顧精密測(cè)距，使用同一束激光和硬件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)測(cè)距和信息傳輸，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)同一套設(shè)備完成測(cè)距和通信的雙重功能。2013年NASA的LLCD系統(tǒng)已經(jīng)成功實(shí)施月地高速激光通信與高精度測(cè)距的在軌演示驗(yàn)證，測(cè)距精度達(dá)到3cm；2014年，北京遙測(cè)技術(shù)研究所完成了基于相干通信的測(cè)距和高速通信一體化的設(shè)計(jì)；2015年，長(zhǎng)春理工大學(xué)提出了空間目標(biāo)測(cè)距、成像、通信一體化方案，其中激光通信信標(biāo)光發(fā)射/接收和激光測(cè)距光發(fā)射/接收共用一個(gè)光學(xué)天線。

此外，激光和微波通信技術(shù)的融合，也是目前學(xué)術(shù)研究的熱點(diǎn)，主要包括激光與微波收發(fā)融合、數(shù)據(jù)處理融合、微波信號(hào)的激光調(diào)制和產(chǎn)生等。目前，微波光子技術(shù)逐漸發(fā)展成熟，并已應(yīng)用于雷達(dá)信號(hào)的激光傳輸和處理，未來(lái)該技術(shù)也將在激光與微波融合通信系統(tǒng)中應(yīng)用。激光/微波混合傳輸?shù)闹饕枷胧峭ㄟ^(guò)在激光鏈路連接的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間建立額外的微波鏈路，在天氣惡劣的條件下使用微波鏈路進(jìn)行輔助傳輸來(lái)保障節(jié)點(diǎn)間通信不間斷。2006年，美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)的科學(xué)家進(jìn)行了空載激光/微波混合傳輸?shù)脑u(píng)估研究。研究發(fā)現(xiàn)激光鏈路受云層影響較大，主要是由于云顆粒帶來(lái)的衰減及散射，但當(dāng)微波鏈路引入后可以大幅提升整體鏈路的可用度。

通常的激光/微波混合傳輸方式為激光鏈路可以通時(shí)采用激光傳輸，無(wú)法通時(shí)改為微波鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。該種方法不僅不能有效利用整體信道帶寬，在激光和微波鏈路進(jìn)行切換的過(guò)程中也容易帶來(lái)不必要的傳輸中斷。2009年弗吉尼亞大學(xué)的科學(xué)家提出了一種符號(hào)率自適應(yīng)聯(lián)合編碼方案，使得微波鏈路和激光鏈路同時(shí)高效工作。2010年馬薩諸塞大學(xué)的科學(xué)家提出了混合信道碼，通過(guò)利用非均勻碼及速率兼容LDPC碼，在提升通信容量的同時(shí)達(dá)到了電信級(jí)的可靠性（99.999%）。

二、激光通信的應(yīng)用前景

2.1 現(xiàn)狀——由于激光在大氣中傳輸?shù)募夹g(shù)尚未成熟，目前激光通信主要在星間應(yīng)用

激光通信技術(shù)的主要應(yīng)用場(chǎng)景有星間、星空、星地、空空、空地與地地這六大激光通信，并逐漸向深空探測(cè)、水下通信擴(kuò)展，用途越來(lái)越廣。由于激光通信鏈路具有通信速率高、方向性強(qiáng)、保密性好、組網(wǎng)靈活以及終端體積小、重量輕、功耗低等特點(diǎn)，而且在大氣中尚未突破技術(shù)瓶頸，所以目前在星間大量使用。

星鏈計(jì)劃計(jì)劃發(fā)射42000顆衛(wèi)星，現(xiàn)已基本完成第一軌道層的組建工作。但星鏈計(jì)劃過(guò)去對(duì)激光通信不是很感興趣，只有幾十顆衛(wèi)星裝備了激光鏈路，但是國(guó)外的技術(shù)積累更多，而且激光通信優(yōu)點(diǎn)很多，是大趨勢(shì)，馬斯克也發(fā)文稱2022年發(fā)射的所有starlink衛(wèi)星都將配備激光星間鏈路。。

2017年，我國(guó)新一代高軌技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星實(shí)踐十三號(hào)搭載的激光通信終端，成功進(jìn)行了國(guó)際首次高軌衛(wèi)星對(duì)地高速激光雙向通信試驗(yàn)。LaserFleet為「行云二號(hào)」01星（武漢號(hào)）和「行云二號(hào)」02星研制的低軌物聯(lián)網(wǎng)星間激光通信載荷技術(shù)得到成功驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了建鏈流程完整、遙測(cè)狀態(tài)穩(wěn)定的雙向通信。我國(guó)衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)星座實(shí)現(xiàn)了星間激光通信零的突破。

2.2 發(fā)展趨勢(shì)——激光星間鏈路仍為主要應(yīng)用場(chǎng)景，星地鏈路有望突破

2.2.1 星間激光鏈路是激光通信的主要應(yīng)用場(chǎng)景

隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，人們對(duì)空間資源的利用需求日益增加，許多國(guó)家和機(jī)構(gòu)都提出了自己的空間計(jì)劃，其中比較知名的包括已經(jīng)建成的銥星、先進(jìn)極高頻（AEHF）等空間組網(wǎng)的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，以及一網(wǎng)（OneWeb）、星鏈（Starlink）等低軌互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星星座。為了維護(hù)國(guó)家安全與促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)，我國(guó)也提出了構(gòu)建天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)的計(jì)劃，并取得了一系列的研究成果。

由于中美科技戰(zhàn)，中國(guó)5g技術(shù)被卡脖子，中美都要在6g的研發(fā)應(yīng)用上大力發(fā)展，美國(guó)SpaceX計(jì)劃發(fā)射四萬(wàn)多顆衛(wèi)星形成空間互聯(lián)網(wǎng)；英國(guó)政府也收購(gòu)了一網(wǎng)；加拿大政府為telesat提供政策和財(cái)政支持。中國(guó)對(duì)空間互聯(lián)網(wǎng)也非常重視和支持，提出了GW計(jì)劃。

 圖四：星間激光通信示意圖

（資料來(lái)源：公開資料，本翼資本整理）

（1）低軌道衛(wèi)星發(fā)展前景廣大，助力激光通信擴(kuò)大市場(chǎng)

衛(wèi)星根據(jù)軌道高度的不同呈現(xiàn)不同的特點(diǎn)。按照軌道高度，衛(wèi)星主要分為低、中、高軌三大類。從細(xì)分來(lái)看，衛(wèi)星可分為低軌道衛(wèi)星(LEO)、中軌道衛(wèi)星(MEO)、地球同步軌道衛(wèi)星(GEO)、太陽(yáng)同步軌道衛(wèi)星(S)和傾斜地球軌道衛(wèi)星(IGSO)。其中，低軌衛(wèi)星擁有傳輸時(shí)延小、鏈路損耗低、發(fā)射靈活等優(yōu)勢(shì)，非常適合衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展。

表二：衛(wèi)星根據(jù)軌道高度分類呈現(xiàn)不同的特點(diǎn)

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以往，通信衛(wèi)星主要停留在地球同步軌道。該軌道運(yùn)行周期等于地球自轉(zhuǎn)周期，不考慮軌道攝動(dòng)時(shí)，在地球同步軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星每天相同時(shí)刻經(jīng)過(guò)地球上相同地點(diǎn)的上空，對(duì)地面觀測(cè)者而言，每天相同時(shí)刻衛(wèi)星出現(xiàn)在相同的方向上，這樣它們相對(duì)于地面基站來(lái)說(shuō)就是穩(wěn)定的，能夠確保提供連續(xù)服務(wù)，并且軌道高度高，覆蓋范圍也廣。但地球同步軌道衛(wèi)星由于軌道資源有限，只能在一個(gè)擁擠的環(huán)境下工作。隨著地球同步軌道衛(wèi)星的增多，這條軌道已經(jīng)變得越來(lái)越擁擠。（注：兩顆衛(wèi)星之間必須保持1000公里以上的距離，以避免出現(xiàn)碰撞和干擾）。而且地球同步軌道衛(wèi)星的時(shí)延大，一般為500ms，新興低軌通信星座大都能夠?qū)崿F(xiàn)50ms以內(nèi)的時(shí)延，且低軌衛(wèi)星觀測(cè)清晰傳輸快，成本也較其他衛(wèi)星更低，發(fā)射選擇更多樣，所以低軌衛(wèi)星在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)中尤為重要。

2019年和2020年全球共發(fā)射2370顆衛(wèi)星，其中1929顆都是低軌道衛(wèi)星，衛(wèi)星距離地面越近越能夠提高載光學(xué)傳感器的分辨率、輻射性能和地理空間精度，還可以減少衛(wèi)星所需的有效載荷大小，從而降低衛(wèi)星運(yùn)行成本。這也是星鏈在300多km軌道上布局7000多顆衛(wèi)星的原因（見表4）。

表三：2019-2020年衛(wèi)星發(fā)射統(tǒng)計(jì)表

（資料來(lái)源：航天愛好者網(wǎng)，本翼資本整理） 

（2）低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)具有緊迫性，主要在與軌道和頻譜資源的爭(zhēng)奪

① 低軌軌道資源未來(lái)會(huì)面臨短缺。根據(jù)測(cè)算，地球的近地軌道總共只能容納大約6萬(wàn)顆衛(wèi)星。Starlink目前已經(jīng)規(guī)劃了4.2萬(wàn)顆衛(wèi)星，未來(lái)將占用大量的地球極低軌道和近地軌道。Oneweb雖3月已申請(qǐng)破產(chǎn)，但仍向美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）申請(qǐng)了近4.8萬(wàn)顆衛(wèi)星，地球近低軌道已經(jīng)不堪重負(fù)。且在FCC的規(guī)則中，拿到衛(wèi)星許可證的廠商，需要在6年時(shí)間發(fā)射50%的獲得許可衛(wèi)星，9年時(shí)間發(fā)射全部衛(wèi)星，除非得到豁免，兩家公司的發(fā)射壓力也十分巨大。

表四：國(guó)際主要星座計(jì)劃

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②頻譜爭(zhēng)奪：由于信號(hào)在不同頻段傳播損耗不同，因此選擇合適的信號(hào)傳輸頻率非常重要。根據(jù)國(guó)際電信聯(lián)盟制定的《無(wú)線電規(guī)則》，對(duì)信號(hào)頻率的占用采用“先到先得”的原則。通常在衛(wèi)星信號(hào)傳輸中，0.3-10GHz頻段，損耗最低，30GHz頻段附近，損耗也相對(duì)較小。

表五：衛(wèi)星頻段表

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C頻段使用比較早，多用于地球靜止軌道上的衛(wèi)星通信，頻率低，增益低，但是抗干擾能力強(qiáng)，比較適合對(duì)通信質(zhì)量有嚴(yán)格要求的業(yè)務(wù)，比如電視、廣播數(shù)據(jù)傳輸。目前C頻段已經(jīng)飽和。

Ku頻段，頻率高，增益高，天線尺寸要求比較小，方便小型地面接收設(shè)備使用，是衛(wèi)星通信的黃金頻段，目前可用頻段資源也相對(duì)枯竭。

Ka頻段，相對(duì)Ku波段來(lái)說(shuō)，雨衰會(huì)更大，但頻率更高，可用頻段帶寬也更大，適合高速衛(wèi)星通信，當(dāng)然，對(duì)信號(hào)接收器件的要求也更高。由于C頻段和Ku頻段資源日漸枯竭，所以Ka頻段近十年來(lái)發(fā)展非常迅速。而且Ka頻段在軍事方面應(yīng)用也非常廣泛。

（3）星鏈計(jì)劃與中國(guó)國(guó)網(wǎng)計(jì)劃對(duì)比

SpaceX公司已經(jīng)獲得約12000顆衛(wèi)星的發(fā)射許可，又提出申請(qǐng)要發(fā)射30000顆衛(wèi)星。截至2021年5月27日，星鏈成功發(fā)射了第28批1.0版星鏈，星鏈星座第一個(gè)軌道層已經(jīng)完成，達(dá)到1628顆衛(wèi)星。這個(gè)軌道層高度為550公里，傾角53°，由72個(gè)平面組成，總計(jì)需求1584顆衛(wèi)星（最先計(jì)劃為1440顆）。第一個(gè)軌道層衛(wèi)星完成后，將可以實(shí)現(xiàn)覆蓋南北緯52°區(qū)間區(qū)域，占全球表面積的約80%。

表六：星鏈計(jì)劃衛(wèi)星規(guī)劃

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星鏈成功組網(wǎng)后，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)全世界范圍的情況，中國(guó)組建自己的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)迫在眉睫。出于軌道與頻譜爭(zhēng)奪以及國(guó)家安全的考慮，中國(guó)“GW”在2020年9月份向國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）遞交了頻譜分配檔案。檔案中曝光了兩個(gè)名為GW-A59和GW-2的寬帶星座計(jì)劃，其計(jì)劃發(fā)射的衛(wèi)星總數(shù)量達(dá)到12992顆。根據(jù)國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU)公開的資料信息，“GW”星座的申請(qǐng)被正式接收的日期是2020年11月9日。

“GW”星座總共包含2個(gè)子星座，軌道高度也分為兩組（見下表）。GW-A59子星座的衛(wèi)星分布在500km左右的極低軌道，GW-2子星座的衛(wèi)星分布在1145km的近地軌道。兩組衛(wèi)星的軌道傾角分布在30°-85°之間。

表七：中國(guó)GW衛(wèi)星星座計(jì)劃

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通過(guò)"GW"星座與Starlink的規(guī)劃可以看出，他們有很多相似的地方。兩者衛(wèi)星數(shù)量都非常驚人，軌道高度都分為兩組，一組極低軌道，和一組近地軌道，軌道傾角也都分布在30-85°之間，兩者都是可以覆蓋全球的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)。

SpaceX的“星鏈”所占用的頻率就主要分布在Ku、Ka這兩個(gè)黃金頻段上?！癎W”的這幾個(gè)傳輸頻段，分別分布在Ka頻段和V頻段上，是目前能申請(qǐng)到的相對(duì)較好的頻段，不過(guò)相對(duì)于SpaceX所占用的Ku和Ka頻段，還是有些吃虧。不過(guò)V頻段，由于具有更高的頻率，將有利于發(fā)展更高的網(wǎng)絡(luò)帶寬，也許也有這方面的考慮。根據(jù)國(guó)際電信聯(lián)盟的規(guī)則，申請(qǐng)了相關(guān)頻率的單位，必須在7年內(nèi)完成衛(wèi)星發(fā)射和信號(hào)驗(yàn)證，才能真正擁有該頻率的使用權(quán)。所以“GW”星座必須在2027年11月9日之前完成以上工作。

綜上，我國(guó)幾年內(nèi)還將以“國(guó)家隊(duì)”為主布局低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，也受軌道和頻譜的資源限制，近地軌道只能容納約6萬(wàn)的衛(wèi)星，現(xiàn)已基本規(guī)劃成型。星鏈計(jì)劃和我國(guó)的“GW”星座都預(yù)計(jì)最晚2027年完成計(jì)劃，可以預(yù)測(cè)屆時(shí)地球近地軌道將有約6萬(wàn)顆衛(wèi)星。

（4）得益于低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)，激光通信擁有廣闊的市場(chǎng)發(fā)展前景

激光通信更加安全的特性，使其更加吸引要求高數(shù)據(jù)安全性的政府和銀行等用戶。馬斯克預(yù)計(jì)2022年發(fā)射的所有starlink衛(wèi)星都將配備激光星間鏈路。除此之外，美國(guó)宇航局計(jì)劃在下個(gè)月發(fā)布一個(gè)新型激光通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)將能夠讓數(shù)據(jù)在地球和太空之間，用更快的速度傳輸。中國(guó)的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)也將激光通信作為重要的通信方式，下圖是未來(lái)地面終端+衛(wèi)星“天地一體”通信方式的示意圖，我國(guó)短期可能將會(huì)以微波+激光結(jié)合的通信方式傳輸信息，但長(zhǎng)期隨著信息傳輸量的加大，微波由于其低帶寬、低傳輸量以及激光通信技術(shù)的不斷迭代終將被淘汰。

圖五：我國(guó)未來(lái)地面終端+衛(wèi)星“天地一體”通信方式的示意圖

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除此之外，激光通信不受國(guó)際電信聯(lián)盟的監(jiān)管，可以不受限制地使用，不需要昂貴的許可證。在發(fā)射衛(wèi)星之前，如果采用射頻通信技術(shù)就必須從想要發(fā)送射頻波束的每個(gè)國(guó)家申請(qǐng)?jiān)S可證并支付與每個(gè)許可制度相關(guān)的費(fèi)用。激光通信不受國(guó)際電信聯(lián)盟的監(jiān)管，可以不受限制地使用，不需要昂貴的許可證。原因是其固有的小尺寸避免了干擾問(wèn)題，并使未來(lái)不太可能進(jìn)行任何限制性監(jiān)管。因此激光通信技術(shù)在星間的應(yīng)用也會(huì)使頻譜資源的爭(zhēng)奪放緩，未來(lái)甚至不需再去申請(qǐng)頻譜已發(fā)射衛(wèi)星。

故此，在低軌衛(wèi)星的不斷成熟和發(fā)展下，激光通信作為衛(wèi)星間的信息傳輸方式，將發(fā)揮重要作用。

（5）微波短期仍為中高軌中繼衛(wèi)星通信主流，激光通信未來(lái)或能大量使用

中繼衛(wèi)星系統(tǒng)是指利用地球同步軌道（GEO）衛(wèi)星為高動(dòng)態(tài)、大范圍、高速率的各類低軌用戶提供數(shù)據(jù)中繼服務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，是建立天基信息網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分?？臻g激光通信具有大帶寬、高速率、高保密、體積小等特點(diǎn)隨著國(guó)內(nèi)外各類天基信息系統(tǒng)的建設(shè)提速，高軌衛(wèi)星作為星間數(shù)據(jù)中繼節(jié)點(diǎn)，傳輸容量需求日益增長(zhǎng)。激光通信鏈路能夠充分滿足中繼衛(wèi)星的功能要求，是實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)中繼業(yè)務(wù)的可行途徑。

國(guó)外在軌運(yùn)行的高軌衛(wèi)星激光鏈路以ESA“歐洲數(shù)據(jù)中繼系統(tǒng)（EDRS）”為典型代表。EDRS系統(tǒng)是迄今為止唯一在軌商業(yè)化運(yùn)行的激光星間鏈路，為低軌航天器用戶提供數(shù)據(jù)中繼服務(wù)。

但高軌衛(wèi)星激光通信技術(shù)技術(shù)沒有低軌衛(wèi)星成熟，目前暫時(shí)不是國(guó)家規(guī)劃重點(diǎn)，而且由于高軌衛(wèi)星本身對(duì)傳輸時(shí)效性要求不強(qiáng)，微波傳輸短期內(nèi)可能不會(huì)被淘汰。所以盡管激光通信在高軌衛(wèi)星中應(yīng)用，但市場(chǎng)前景沒有在低軌星座中強(qiáng)。因此激光通信會(huì)更多受益于未來(lái)低軌空間互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，會(huì)擁有更廣闊的應(yīng)用空間。

2.2.2 星地激光通信技術(shù)有望突破，星間鏈路成功建成后，地面站數(shù)量可能會(huì)減少

因還沒能突破激光在大氣中的傳播技術(shù)，目前星地通信的主要傳輸方式還是微波，但國(guó)內(nèi)各個(gè)研究所都在研究激光技術(shù)的改進(jìn)方案，屆時(shí)將使星間激光通信成為可能。

但同時(shí)專家指出，若成功打通星間鏈路，地面站的建設(shè)就不需那么多；如果星間鏈路未能沒打通，可能一顆星基本就要設(shè)一顆地面站，地面站的規(guī)模反而更大。此外，地面站的建設(shè)還存在土地等資源的審批問(wèn)題，建設(shè)周期也很長(zhǎng)，所以專家預(yù)測(cè)未來(lái)可能會(huì)以少建地面站為前提將星間鏈路打通。因此星地激光鏈路的空間可能沒有想象中的大。

2.3 國(guó)網(wǎng)激光通信終端的市場(chǎng)規(guī)模測(cè)算

2015年，SpaceX公司提出Starlink計(jì)劃，18年發(fā)射測(cè)試衛(wèi)星。目前暫時(shí)還沒有GW關(guān)于衛(wèi)星發(fā)射的計(jì)劃，本報(bào)告同時(shí)結(jié)合星鏈?zhǔn)着渴饡r(shí)間和國(guó)際電聯(lián)的規(guī)則預(yù)測(cè)，中國(guó)國(guó)網(wǎng)可能2023年才能正式開始發(fā)射衛(wèi)星。

假設(shè)：

1. 每年衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量：去年受疫情影響，星鏈計(jì)劃發(fā)射了833顆衛(wèi)星，今年星鏈5個(gè)月已經(jīng)發(fā)射了13批次1.0版星鏈，累計(jì)約673顆衛(wèi)星，按此比例，星鏈今年能發(fā)射1615顆衛(wèi)星，能夠負(fù)擔(dān)31枚火箭的產(chǎn)能。中國(guó)因需在2027年11月之前將12992顆衛(wèi)星部署完畢，時(shí)間緊迫，所以一定會(huì)以最大產(chǎn)能發(fā)射衛(wèi)星，假設(shè)國(guó)網(wǎng)能在2023年產(chǎn)能和技術(shù)水平達(dá)到現(xiàn)在星鏈的同等水平，且2035年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能增加一倍，才能在2027年之前將衛(wèi)星部署完畢。

2. 每顆衛(wèi)星上激光終端數(shù)量：一個(gè)衛(wèi)星一般有4套激光發(fā)射接收終端，有3個(gè)可能是作為備份，1個(gè)是正常使用，且隨著技術(shù)的進(jìn)步未來(lái)一個(gè)衛(wèi)星的終端數(shù)量可能是會(huì)下降的，但衛(wèi)星型號(hào)一旦定型以后，它更改的可能性不是很大。本文認(rèn)為，出于性能穩(wěn)定以及國(guó)家對(duì)成本控制要求不高的考慮，在5年內(nèi)轉(zhuǎn)變型號(hào)的可能性不大，所以預(yù)計(jì)每個(gè)衛(wèi)星會(huì)搭載4套激光終端。（但激光終端的數(shù)量應(yīng)該在2～4個(gè)左右，最大的情況是4個(gè)）

3. 激光終端價(jià)格：目前中國(guó)一個(gè)激光終端的價(jià)格要在三四百萬(wàn)，但隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷加大，激光終端價(jià)格也會(huì)大幅下降，后期可能會(huì)降到100多萬(wàn)。所以本文假設(shè)今年一個(gè)終端的價(jià)格為350萬(wàn)，可能到2030年已經(jīng)下降到300萬(wàn)左右，之后每年下降，可能到2026年就可以達(dá)到預(yù)測(cè)的最低成本價(jià)150萬(wàn)。

據(jù)測(cè)算到2027年，激光載荷市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到近800億。

表八：衛(wèi)星發(fā)射及近地軌道激光發(fā)射接收終端需求數(shù)量測(cè)算（單位：萬(wàn)元）

（資料來(lái)源：公開資料，本翼資本整理） 

2.4 案例1：Mynaric德國(guó)激光通信終端制造商

2.4.1 歷史沿革

Mynaric成立于2009年，由德國(guó)航空航天中心（DLR）的前員工創(chuàng)建，其目標(biāo)是將數(shù)十年的無(wú)線激光通信應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)商業(yè)化。

從2012年開始，Mynaric Lasercom GmbH（前Vialight Communications GmbH）與客戶合作演示空對(duì)地和空對(duì)空?qǐng)鼍埃酝七M(jìn)技術(shù)進(jìn)步并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品級(jí)成熟度。從那時(shí)起，Mynaric公司迅速在機(jī)載無(wú)線激光通信領(lǐng)域建立了國(guó)際聲譽(yù)，并擴(kuò)大了市場(chǎng)范圍，吸納了眾多世界級(jí)的客戶和供應(yīng)商。

2016年，Mynaric擴(kuò)大了業(yè)務(wù)，并在北美設(shè)立了辦事處，為美國(guó)和加拿大的客戶提供服務(wù)?？偛课挥诿绹?guó)亨茨維爾的Mynaric USA，Inc.（前Vialight Space Inc.）為美國(guó)客戶提供特殊項(xiàng)目和必要的產(chǎn)品改進(jìn)支持。美國(guó)分部積極參與Mynaric專門為近地軌道衛(wèi)星星座開發(fā)的空間終端的開發(fā)。

2017年，Mynaric繼續(xù)其發(fā)展道路，在德國(guó)證券交易所上市，以籌集增長(zhǎng)資本進(jìn)入批量生產(chǎn)。

2019年，Mynaric USA搬遷至洛杉磯，以便更接近美國(guó)的主要客戶。Mynaric USA的舉措還啟動(dòng)了北美主要市場(chǎng)的擴(kuò)張計(jì)劃，其中包括僅從美國(guó)境內(nèi)采購(gòu)的電子產(chǎn)品和軟件。

2020年，CONDOR和鷹航空終端的第一批機(jī)組可供商業(yè)客戶使用。蒂娜?加塔奧雷（Tina Ghataore）出任Mynaric USA首席商務(wù)官，美國(guó)分公司在大西洋彼岸開設(shè)了新的和擴(kuò)建的設(shè)施，以監(jiān)督美國(guó)境內(nèi)采購(gòu)的電子產(chǎn)品和軟件的開發(fā)。Mynaric贏得了第一份美國(guó)政府合同，并將根據(jù)與美國(guó)國(guó)防機(jī)構(gòu)的兩份合同交付CONDOR衛(wèi)星間鏈路終端的多個(gè)單元。

2.4.2 產(chǎn)品

CONDOR飛行終端：Mynaric的CONDOR飛行終端旨在將單個(gè)衛(wèi)星以及位于低地球軌道上的數(shù)百顆甚至數(shù)千顆衛(wèi)星組成的整個(gè)星座互聯(lián)互通。它能夠提供進(jìn)出地面的超高寬帶連接，它們是大規(guī)模和全球連接概念的關(guān)鍵要素，例如在地面提供互聯(lián)網(wǎng)接入的低地軌道衛(wèi)星星座和地球觀測(cè)衛(wèi)星，它們需要能夠以成本的一小部分在更短的時(shí)間內(nèi)將更多數(shù)據(jù)下游化。

圖六：Mynaric的CONDOR飛行終端

（資料來(lái)源：Mynaric官網(wǎng)，本翼資本整理）

平臺(tái)間鏈接：平臺(tái)間鏈接提供了構(gòu)成高空星座的眾多無(wú)人機(jī)或氣球之間的高速連接。它們是星座的數(shù)據(jù)高速公路——所謂的“骨干”——同時(shí)處理數(shù)百到數(shù)千名最終用戶的匯總數(shù)據(jù)。在移動(dòng)的平臺(tái)上建立連接需要非常高的指向精度——相當(dāng)于擊中從一英里外從口袋里掉出來(lái)的硬幣。

圖七：Mynaric的平臺(tái)間鏈接

（資料來(lái)源：Mynaric官網(wǎng)，本翼資本整理）

地面站：飛機(jī)、氣球和無(wú)人機(jī)發(fā)送的激光通信信號(hào)由緊湊的空間光學(xué)地面站接收。光學(xué)地面站非常小，可以安裝在面包車上，可以隨時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，甚至可以坐在建筑物屋頂上連接到現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施。

圖八：Mynaric的地面站

（資料來(lái)源：Mynaric官網(wǎng)，本翼資本整理）

地面空間站：空間光學(xué)店面站接收來(lái)自地球觀測(cè)任務(wù)或衛(wèi)星星座的激光通信信號(hào)，通常將其反饋給現(xiàn)有的地面網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)一步分發(fā)。他們需要在幾秒鐘內(nèi)與空間中的對(duì)應(yīng)方建立可靠的聯(lián)系，因?yàn)榈偷厍蜍壍郎系男l(wèi)星通常只能在固定位置看到幾分鐘。

圖九：Mynaric的地面空間站

（資料來(lái)源：Mynaric官網(wǎng)，本翼資本整理） 

2.4.3 財(cái)務(wù)情況

2020年，Mynaric報(bào)告年度收入增長(zhǎng)52.9%，達(dá)到67.9萬(wàn)歐元（上一年度：44.4萬(wàn)歐元），在美國(guó)市場(chǎng)的收入大幅增長(zhǎng)。該公司的訂單情況與上一年相比又有了很大改善。公司有資格獲得一定的政府補(bǔ)助金，用于資助開發(fā)活動(dòng)和解決方案方法方面的創(chuàng)新工作。2020年政府補(bǔ)助增加到29.5萬(wàn)歐元（上一年度：14萬(wàn)歐元）。

 圖十：Mynaric利潤(rùn)表

（資料來(lái)源：2020年Mynaric年報(bào)，本翼資本整理）

Mynaric的CONDOR客戶將在2021年上半年收到設(shè)備，并將繼續(xù)與機(jī)載領(lǐng)域的主要客戶合作，確定激光通信在無(wú)人機(jī)上大規(guī)模使用的部署路線圖。

圖十一：Mynaric收入情況

（資料來(lái)源：2020年Mynaric年報(bào)，本翼資本整理）

2021年Mynaric的生產(chǎn)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)每年三位數(shù)的產(chǎn)品產(chǎn)量。2020年已經(jīng)為實(shí)現(xiàn)2021年的生產(chǎn)目標(biāo)奠定了基礎(chǔ)。產(chǎn)品也將在2021年成熟，將以最快的速度改進(jìn)機(jī)載和星載終端的第一個(gè)版本。Mynaric將重點(diǎn)轉(zhuǎn)向外部，致力于在大西洋兩岸開展更多的業(yè)務(wù)發(fā)展活動(dòng)和培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)。

2.5 案例2:TESAT德國(guó)激光通信終端制造商

2.5.1 歷史沿革

1971年，簽署了國(guó)際通信衛(wèi)星組織的第一個(gè)空間項(xiàng)目；

1989年，TESAT成為德國(guó)電信科珀尼庫(kù)衛(wèi)星主要承包商；

2006年：TESAT成為德國(guó)國(guó)防軍第一顆衛(wèi)星SAR-Lupe的主要供應(yīng)商；

2013年，TESAT為Alphasat提供第一個(gè)光學(xué)中繼有效載荷；

2014年，利用Alphasat建立第一個(gè)GEO-/LEO-ISL（地球同步軌道-低軌星間鏈路），距離為4萬(wàn)公里；

2018年，TESAT建立了超過(guò)1萬(wàn)個(gè)在太空的激光鏈接；

2019年，第一個(gè)CubeLCT生產(chǎn)、測(cè)試并交付給客戶。

2.5.2 產(chǎn)品

TESAT可以為不同的需求提供合適的激光終端。LCT135可以在高達(dá)80,000公里的距離上傳輸高達(dá)1.8 Gbps，安全、快速且完全無(wú)故障。通過(guò)這種地球靜止骨干，TESAT技術(shù)使全球數(shù)據(jù)能夠近實(shí)時(shí)傳輸。對(duì)于低地球軌道（LEO）的應(yīng)用，有SmartLCT，它可以部署在更小、更輕的衛(wèi)星上，節(jié)省巨大的重量和尺寸。SmartLCT在保持高達(dá)1.8 Gbps的高數(shù)據(jù)速率的同時(shí)，在長(zhǎng)達(dá)45,000公里的距離上傳輸數(shù)據(jù)，重量?jī)H為30公斤左右。

對(duì)于更小的衛(wèi)星，TESAT的激光組合提供TOSIRIS和CubeLCT，它們可以以10 Gbps（TOSIRIS）或100 Mbps（CubeLCT）的速度傳輸直接到地球的數(shù)據(jù)。特別令人印象深刻的是相關(guān)的體重減輕。已經(jīng)很小的TOSIRIS只有8公斤，而邊緣長(zhǎng)度只有10厘米的CubeLCT只有360克。開創(chuàng)性的特點(diǎn)是，TESAT LCT已經(jīng)幫助將衛(wèi)星的接收能力提高高達(dá)50%，因?yàn)榭梢栽诟痰臅r(shí)間內(nèi)傳輸更多數(shù)據(jù)。這使得在短短5天內(nèi)重新記錄整個(gè)全球陸地（1.5億平方公里），同時(shí)在不到15分鐘內(nèi)將其提供。

表九：TESET產(chǎn)品特性對(duì)比

（資料來(lái)源：TESET官網(wǎng)，本翼資本整理） 

圖十二：TESET激光通信終端產(chǎn)品

（資料來(lái)源：TESET官網(wǎng)，本翼資本整理）