卫星互联网「高成本、低速率、高延迟」- 纪要

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1. 激光通信要解决的是「长远距离下的数据传输延迟、带宽、通信控制」难题。

2. 卫星激光通信在通信、遥感和导航方面都有自己的核心应用。且相比现有的微波通信,激光通信没有频段限制。

3. 卫星激光通信在中国已经发展了近 20 年,近几年随着商业航天环境的变化,逐步从实验室走向工业界。

4. SpaceX 与国内的商业航天的路线不同。SpaceX 既造卫星、又造火箭、也做分系统,它是通过系统级别的优化更新让通信系统达到最佳状态。而中国商业航天是多家企业分工,有卫星总体设计、运营商、分系统等等,每家的指标都是相对独立的。

5、太空通信和数据传输的现状是怎样的?面临哪些挑战?

超远距离下的通信控制、数据传输的延迟和带宽是都会面临的问题。 举个例子,今年 7 月中旬 NASA 公布了詹姆斯·韦伯空间望远镜(JWST)拍摄的首张全彩色图像,其中难点之一就是数据传输。 因为 JWST 位于拉格朗日点 L2,距离地球约 150 万公里,大约是地月距离的 4 倍。 不论是多么先进的通信技术,都会产生巨大的延迟;其次,相比每天只生成 1-2 GB 数据的哈勃相比,JWST 每天可以产生高达 57 GB 的数据 (尽管该数量取决于计划的观测内容),这意味着传输带宽和速率都面临着挑战;另外就是对 JWST 的通信控制,拍摄的数据是否清晰? 如何在延迟范围内控制望远镜的运行状态? 所以在耗时 14 年的制造时间里,其实在通信系统上投入了很大的研发功夫。

6、激光通信分为光纤激光通信和空间激光通信,光纤激光通信使用光纤作为介质传输,而空间激光通信以真空或大气作为介质进行传输,是两种不同的技术路线。光纤通信里会涉及到光纤的非线性效应等,传输时有延迟、损耗等方面的问题,而真空传输不存在这些问题,因为在空间中激光是准直地、点对点地传输,所以需要做对准。空间激光通信有一个很重要的捕获、跟踪、瞄准技术(ATP 技术)。

【参考报告】

卫星互联网「高成本、低速率、高延迟」- 纪要

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