中國實現(xiàn)距地球3.6萬公里軌道打下2瓦激光，創(chuàng)1Gbps傳輸速率

一束只有冰箱燈泡亮度的激光，從距地球3.6萬公里的軌道打下來，實現(xiàn)了每秒1吉比特的通信速率。

這項由北京大學和中國科學院相關機構研究人員主導完成的實驗，日前發(fā)表于中文學術期刊《光學學報》。實驗的核心數(shù)據(jù)令人印象深刻：一顆部署在地球靜止軌道的衛(wèi)星，僅用2瓦功率的激光器，便實現(xiàn)了迄今為止在該軌道高度上達到的最高光通信速率。研究團隊將這一成績描述為比星鏈典型用戶鏈路速度快約5倍。

這一成就的技術難點，在于地球大氣層的湍流干擾。任何激光信號從36,000公里的高空穿越大氣全層到達地面，都會遭遇嚴重的波前畸變，這是此前限制地球靜止軌道光通信發(fā)展的核心障礙。低地球軌道衛(wèi)星（如星鏈）之所以采用500公里左右的低軌運行，很大程度上正是為了繞開這一問題。

中國研究團隊采用了一套被稱為"AO-MDR協(xié)同"的雙級大氣補償方案。地面端使用位于云南麗江天文臺的1.8米口徑望遠鏡，配備357片獨立可控的微型鏡面，實時對接收光束的波前進行修正。修正后的光束再經(jīng)過多平面轉換器，被分解為8個模式通道，系統(tǒng)自動從中篩選出質量最好的3路信號進行數(shù)據(jù)解調。測試數(shù)據(jù)顯示，這套方案將可用信號的比例從72%提升到了91.1%。

從通信架構邏輯來看，地球靜止軌道光通信與以星鏈為代表的低軌星座方案走的是截然不同的路徑。地球靜止軌道衛(wèi)星可以用單一衛(wèi)星持續(xù)覆蓋固定地區(qū)，無需像低軌星座那樣靠數(shù)千顆衛(wèi)星輪流接力，系統(tǒng)復雜度低得多。但這一方案有一個無法克服的物理限制：240毫秒的往返傳播延遲，這對于實時語音通話、視頻會議等低延遲應用場景是致命的弱點，而星鏈的延遲通常在20到40毫秒之間。

因此，這項技術更可能的定位是"骨干聚合節(jié)點"——接收來自地球靜止軌道的高速寬帶數(shù)據(jù)，再通過地面光纖網(wǎng)絡分發(fā)，而非直接為終端用戶提供服務。麗江站的1.8米口徑望遠鏡本身就不適合大規(guī)模消費級部署，消費終端的天線尺寸通常只有50厘米左右。

此外，光通信有一個已知的硬傷：無法穿透厚云層。研究團隊尚未公布麗江站的晴天統(tǒng)計數(shù)據(jù)，也未提出完整的多地面站冗余部署方案。麗江約2500米的海拔高度有助于減少大氣路徑和水汽干擾，這一測試環(huán)境的優(yōu)越性使得將結果直接推廣到全球運營場景時須格外謹慎。

從戰(zhàn)略意義來看，這項成果的背后是中國在天基光通信領域的系統(tǒng)性投入。在全球低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)由SpaceX深度主導的格局下，地球靜止軌道光通信代表了一條差異化路徑，其技術門檻高，一旦成熟，可能為特定應用場景（如高速骨干鏈路、特定區(qū)域覆蓋）提供獨特優(yōu)勢。

這束2瓦的激光，與其說是在正面挑戰(zhàn)星鏈，不如說是在測量一條尚未有人走通的道路。