速率超百G！我国星地激光通信业务化应用实验取得新进展

近日，中国科学院空天信息创新研究院（空天院）成功开展超百G星地激光通信业务化应用实验，通信速率达到120Gbps（千兆比特每秒）。实验结果表明，通信链路稳定、下传数据质量优良，这是该团队继2023年10Gbps、2025年60Gbps之后取得的又一新突破，标志着我国星地激光通信业务化应用能力迈上一个新台阶。

▲塔县激光地面站

本次实验利用空天院塔县激光地面站自主研制的500毫米口径星地激光通信系统与中科卫星AIRSAT-02卫星，在卫星硬件没有任何变化的情况下，通过卫星在轨软件重构，充分挖掘利用激光通信载荷的硬件潜能，将卫星激光通信载荷的能力从60Gbps提升至120Gbps。这不仅刷新了国内星地激光通信传输速率纪录，而且解决了超高速星地激光通信链路难以快速建立、长时间稳定维持和高效可靠传输的难题。

实验期间，星地之间成功实现了秒级捕获建链，建链成功率超过93%，最大连续通信时长108秒，获取数据量达到12.656Tb，并成功处理出高质量遥感影像。

据了解，星地激光通信已成为实现海量数据星地超高速传输的最优解决方案。但受卫星平台微振动、大气湍流扰动等多重复杂因素影响，该技术的应用效能面临诸多关键挑战，包括高频实时校正精度不足、超高速信号处理能力有限、非稳态大气信道高效传输难度大等问题。

若将星地激光通信比作在湍急的河流上架桥，10Gbps传输相当于铺设单车道桥梁，结构相对简单，而120Gbps传输则相当于建设多车道高速大桥，不仅要求架设速度快以实现快速连接，更要在多车道并行下保障极高的通行效率，其工程实现难度呈几何级增长。对此，科研团队历经多轮技术研究、反复实验验证与持续迭代优化，成功突破一系列核心技术瓶颈。

一是让信号“收得稳”。通过优化强实时光学畸变校正算法，精准抑制大气湍流引起的高频扰动，确保了微弱激光信号的稳定跟踪与高效耦合。

二是让信号“收得对”。深度应用信号损伤补偿技术，在数字域精准消除高速率信号的非线性畸变，同时通过抗大气湍流高效率激光通信空口协议，确保了数据的低误码率。

三是让信号“收得快”。改进非稳态大气信道自适应传输控制策略，有效解决了快衰落信道下的数据吞吐瓶颈，最大化利用信道容量，保障了超高速率传输效率。

通过一系列关键技术攻关与突破，链路稳定性和通信可用度得以大幅提升，确保了120Gbps星地激光通信实验顺利实施。

▲实验获取的首批SAR遥感影像（AIRSAT-02卫星下传）

参与本次实验的空天院塔县激光地面站是我国首个业务化运行的星地激光通信地面站，自2024年9月建成以来已承担多项业务化运行任务，通信速率与传输效率持续提升。

实验卫星AIRSAT-02于2024年9月成功发射，2025年1月与塔县激光地面站成功完成了60Gbps星地激光通信实验，此后与空天院共同开展了一系列的卫星在轨软件重构、星地激光通信实验以及业务化运行验证工作。

持续的业务化运行验证表明，星地激光通信已具备承载未来海量空间数据下传所需的核心技术条件和能力。随着激光通信地面站网布局的完善、技术指标的迭代升级，星地激光通信将有望彻底突破星地通信速率瓶颈，成为衔接天基信息网络和地面光纤网络的骨干枢纽，助力构建天地一体化融合的空间信息网络体系。

来源：中央广播电视总台

责任编辑：侯茜