王浩+苗丹

【摘要】 本文作者主要從空間激光通信的發(fā)展概況入手，簡析了我國的激光通信發(fā)展現(xiàn)狀并分析了空間激光通信的關鍵技術。針對我國未來激光通信技術的發(fā)展趨勢，作者提出了兩個方面觀點，光通信組網(wǎng)取代點對點通信和通信速率繼續(xù)提高。

【關鍵詞】 空間激光通信 通信網(wǎng)絡 發(fā)展趨勢

一、我國空間通信的發(fā)展現(xiàn)狀

當下，我國在空間激光通信領域的研究確實取得了一定成效，但是這些成果比較片面，只是圍繞一些特定的問題而進行的。面對國際激光通信領域的發(fā)展形勢，我們需要從不同的角度去看待和研究激光通信。以下列表是我國國內(nèi)各研究部門在這課題上的研究方向。針對國家現(xiàn)階段對激光通信領域的重視，相關研究單位應該把握時機，大力發(fā)展激光通信事業(yè)，竭盡全力突破關鍵技術點，深入開發(fā)研究，為早日實現(xiàn)我國天、地、空一體化激光通信和信息互聯(lián)奠定基礎。

二、空間激光通信的關鍵技術

2.1高功率、高速率激光調(diào)制發(fā)射技術

高功率、高速率激光調(diào)制發(fā)射技術是由一個核心的發(fā)射系統(tǒng)構成，通過采用光學濾波、自適應濾波和電子學濾波來增加噪音比，組成發(fā)射系統(tǒng)部分只要是調(diào)制器、激光器、光學天線和信道編碼等。

2.2高靈敏度、復雜環(huán)境下的光信號接受技術

空間激光通信系統(tǒng)是靠接受激光信號來實現(xiàn)的，而激光信號的接收方式主要有兩種直接探測和相干探測，這兩種方式中因直接探測技術相對來說比較成熟，是空間激光通信系統(tǒng)應用最廣泛的形式；但是直接探測技術也有弊端，探測靈敏度受制于相關器件的性能，其通信速率與探測靈敏度成反比，通信速度提升的同時靈敏度反而下降。比較與直接探測，在同等通信條件下，相干探測的靈敏度明顯優(yōu)于直接探測，其范圍在10 ～20 dB，但是相干探測方式要求非常嚴，必須做到信號光和本振光各種性能的匹配，涉及的系統(tǒng)比較復雜，所以實現(xiàn)的難度很大，但正因為這點使得相干探測技術成為國際上爭相研究的熱點。

2.3高精度APT技術

應用粗精復合軸VAF技術來實現(xiàn)高精度的動態(tài)跟蹤。粗精跟蹤都有自己各自的特點，對于粗跟蹤它比較適應視場大、低伺服帶寬的環(huán)境，在這種環(huán)境下可以實現(xiàn)迅速捕獲、穩(wěn)定跟蹤；精跟蹤的的特點是動態(tài)范圍小、高伺服帶寬，在一定程度上可以修復粗跟蹤殘差。復合軸VAF最終的跟蹤精度還是有精跟蹤伺服單元性能來決定的。

2.4發(fā)射接收光學系統(tǒng)及基臺技術

實現(xiàn)空間光通信的重要裝置是光信號收發(fā)和基臺裝置，這屬于激光通信的核心部分，而對于這核心裝置的設計必須符合多功能、集成化，基臺具有質(zhì)輕、高精度、小型化的特點。

2.5大氣信道對激光通信影響的抑制技術

激光通信是靠光信號的作為通道來傳輸，大氣的存在會對光信號的傳輸產(chǎn)生光信號閃爍、波段變形等影響，從而使得激光通信產(chǎn)生距離偏差和誤碼率提高。不僅如此，還會影響其他系統(tǒng)的正常使用，比如通信子系統(tǒng)、光學子系統(tǒng)。所以必須采用相應的措施，比較認可的是合適的地面站選址、多點布站、增加天線接受面積等措施，在一定程度上可以降低大氣對激光通信的影響作用。

三、空間激光通信發(fā)展趨勢

1、通信速率繼續(xù)提高。不斷完善的APT技術提高了激光通信性能的標準，也成為激光通信中研究的一個重要部分。由于速率與靈敏度成反比，發(fā)射功率與遠通信距離在參數(shù)上存在一定矛盾，為了解決上述問題，通信分系統(tǒng)得以研制成功，波段為1550nm，能夠在高速率調(diào)制的同時，完成高功率發(fā)射，由于發(fā)射功率較高，因而即使在高速率的條件下，仍能維持良好的靈敏度。另外還研制成功了空間相干激光通信分系統(tǒng)，與傳統(tǒng)IM/DD探測技術相比，在這種新的探測方式應用下，相干通信的高靈敏度得到了有效發(fā)揮。這樣一來，其傳輸速率就可升至Gbps量級。

2、光通信組網(wǎng)取代點對點通信。技術的創(chuàng)新才能引領時代的發(fā)展，原有點對點的通信模式弊端太多，新的光通信組網(wǎng)通信技術系統(tǒng)性能較高完全可以取代之前的點對點通信模式。光通信組網(wǎng)技術的核心要點就是中繼轉發(fā)，要得到天、地一體化的信號覆蓋和信息傳輸?shù)臅r效性，就需要搭建一個較為完善的天基信息網(wǎng)絡，使同步靜止軌道，中軌道，以及低軌道衛(wèi)星，航天飛機，宇宙飛船，浮空平臺，航空平臺，以及地面平臺互相連接。

結論：本文全面深入分析探究空間激光通信在我國的發(fā)展現(xiàn)狀和未來的一個發(fā)展趨勢，當下激光通信的發(fā)展階段在國內(nèi)外正處于一個研究的熱潮，市場前景非常廣闊。文章主要詳細的分析了空間激光通信中非常關鍵的技術點，同時提出了自己對空間激光通信發(fā)展趨勢的一些看法，并在此基礎上對我國空間激光通信的發(fā)展進行了簡要的概括。

參 考 文 獻

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