在通信技术领域，一项重大突破引发广泛关注——我国科学家成功实现星地激光通信传输速率的新跨越。近日，位于新疆塔县的激光地面站传来喜讯，中国科学院空天信息创新研究院主导的实验团队，在此完成了超百吉比特每秒的星地激光通信业务化应用实验，通信速率一举提升至120Gbps，刷新了国内该领域的历史纪录，标志着我国星地激光通信向业务化、高速化发展迈出关键一步。
实验团队技术负责人、空天院高级工程师李亚林形象地比喻道：“此次突破，就像是在卫星与地面之间搭建了一座容量极大、速度极快的‘光桥’。传统微波通信好比一条车流量大、速度受限的普通公路，而新建立的激光链路则如同一条多车道、超高速的专用通道。每秒120G的传输能力，意味着短短1秒钟就能传输数十部高清电影的数据量。”
本次实验所采用的500毫米口径星地激光通信系统，由空天院自主研制。实验卫星AIRSAT - 02由中科卫星科技集团有限公司负责研制，北京融为科技有限公司承担该卫星的星地激光通信终端设计与研制工作。值得一提的是，在卫星硬件保持不变的条件下，科研人员通过在轨软件重构技术，将原有的60Gbps通信能力提升至120Gbps，充分挖掘了载荷的潜在能力。
实验期间，系统表现出色，实现了秒级快速捕获建链，建链成功率超过93%，最大连续通信时长达到108秒，累计下行数据量高达12.656Tb，并且成功处理出高质量的遥感影像。这一成果成功攻克了超高速激光通信链路快速建立、稳定维持与可靠传输的技术难题。
从10Gbps到120Gbps的速率提升，并非简单的数字变化，背后是巨大的技术挑战。李亚林介绍，这就像从修建单车道桥梁转变为建造多车道高速大桥，技术复杂度和工程难度呈几何级数增长。为应对这些挑战，实验团队在三个方面实现了核心技术突破。首先，优化算法以抵消大气扰动对激光信号的干扰，确保信号“收得稳”；其次，采用先进的信号处理技术，在数字层面纠正传输过程中产生的失真，保证信号“收得对”；最后，动态调整传输策略，适应信道变化，最大限度利用通信容量，实现信号“收得快”，从而保障每秒120G的高速稳定传输。
空天院所属中国遥感卫星地面站主任、正高级工程师黄鹏指出，传统微波通信技术成熟稳定，但频谱资源有限，难以满足未来海量数据，如高分辨率遥感影像实时回传的需求。而星地激光通信具有带宽巨大的优势，是突破星地传输瓶颈的必然选择。
据了解，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，自投入运行以来，已承担多项业务化任务。AIRSAT - 02卫星于2024年9月发射，2025年1月曾完成60Gbps传输实验。此次120Gbps传输实验的成功，表明我国星地激光通信已初步具备承载未来空间海量数据高速下行能力。
随着激光通信地面站网的布局不断完善以及技术的持续迭代，星地激光通信有望成为连接天基信息网络与地面光纤网络的关键枢纽，为我国构建天地一体化空间信息体系提供有力支撑。
