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SOLiS激光通信
6月30日,Thales Alenia Space中标纳入法国“France 2030”计划的SOLiS工程,目标是在地球静止轨道(GEO)卫星上实现激光通信示范。
激光(自由空间光通信,FSO)与传统微波通信相比具有传输速度高、抗干扰、保密性强等优势,可实现高达1Tbps速率。
SOLiS通过GEO卫星+地面站链路,将数据安全快速传输发生在阴影视线内另类路径,可为跨大陆大数据业务提供可靠备份通道。
该项目基于CNES CO‑OP计划的技术基础,并借鉴欧盟VERTIGO项目成果,由Thales Alenia Space牵头,联合Safran Data Systems、Bertin Technologies、Exail、Keopsys等知名企业及Cedrat、OGS Technologies等初创企业共同开发。其载荷将搭载于HellasSat 5 GEO卫星,地面站设置于希腊塞浦路斯,并与法国Côte d’Azur观测站(FROGS)协作通信。
2 为何启动SOLiS?
2.1 网络弹性需求
陆地与海底光缆容易中断或被干扰,SOLiS设计为高吞吐激光链路,以TB级传输速率,构建跨洲备份信道,可确保金融、国防、科研等关键行业数据畅通。
2.2 弥补轨道互联短板
光通信具备切换轨道(GEO/MEO/LEO)能力,是未来堆叠式专业卫星网络的重要方案,为“天基互联网”建设铺路。
2.3 自主产业形成
SOLiS连接企业链条,涵盖光学载荷、地面接收、制导定位等模块,是从大企业到初创企业、科研机构一体合作的典范,有助于形成欧洲自主可控的产业体系。
3 激光通信国际实践
3.1 星地链路(GEO/LEO ↔ Ground)
(1) NASA / ESA:OPALS 与 DYSCO 演示(美国/欧洲,LEO→地面)
NASA OPALS(Optical Payload for Lasercomm Science)于2014年成功实现 ISS 到地面站的激光传输,为激光通信的实用化打下基础。ESA 的 DYSCO 计划则进一步扩展了激光星地链路的天气适应能力与波束捕获机制研究,主要用于将 EO 卫星的图像高效传回地面。
(2)Mynaric(德国):小型卫星激光终端商用化
德国公司 Mynaric 正推进其 Condor 光学终端部署,目标在 LEO 小卫星中提供 Gbps 级别 下行能力。该公司已与 Northrop Grumman 合作用于美国 SDA 的 Tranche 1 星座。
3.2 星间链路(LEO↔LEO、LEO↔MEO↔GEO)
(1)ESA HydRON 计划(Europe-wide)
HydRON(High Throughput Optical Network)是欧盟委员会支持下,ESA 推动的激光通信网络系统。其核心是构建一个多层级(LEO、MEO、GEO)轨道架构的 星间光链路互联体系,实现跨洲际传输、节点切换、QoS 保证与冗余设计。首批实验星预计 2027 年前后部署。
(2) SDA Tranche 1 & 2(美国国防航天局)
SDA(Space Development Agency)提出的低轨通信与感知星座全部配备激光链路,推动星间高速数据交换。Mynaric、Tesat 和 SA Photonics 为主要激光终端供应商。Tranche 1 共 126 颗星,其中超过 90% 采用激光链路互连。
(3)SpaceX Starlink V2
SpaceX 在 Starlink V2 卫星中大规模集成星间激光通信模块(ISL),以支持全球无地面站覆盖区域的链路冗余传输。目前部署的 V2 Mini 卫星已具备初步星间通信能力。未来计划构建千星级高速光链路网状结构。
3.3 中继系统与混合网络构建
(1)日本 JAXA:LUCAS 项目(GEO 中继)
JAXA 的 LUCAS(Laser Utilizing Communication System)已于 2021 年随光通信试验卫星(OICETS)上行,实现 GEO 中继星接力地面信息传输,支持 EO 卫星与日本地面站数据回传,数据速率达 1.8 Gbps。
(2)NASA LCRD(Laser Communications Relay Demonstration)
LCRD 是 NASA 为 GEO 中继服务部署的激光通信系统,计划支持未来深空任务、LEO 星座数据转发以及点对点激光中继实验。该系统代表美国在 GEO–地面激光通信系统实用化上的核心路径之一。
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4 核心关键技术方向
5 我国商业航天的战略思考
▶ 抓住 GEO 激光中继试点先机
SOLiS 技术验证成功后,我国可积极跟进,与GEO 运营商合作类似项目,建立 100 Gbit/s 级别光链路演示台,快速形成产业示范能力。
▶ 推动激光终端国产化定制
借鉴 Mynaric 和 Stellar 路线,国产激光终端目标向 1–10 Gbit/s 靶向小卫星。同时结合我国高品质光电产业链,形成差异化技术路径。
▶ 构建 OGS 光地面站网络
节点布局应结合“一带一路”战略,重点部署中亚、东非、南美光站,支持日照充足区域激光通信,同时发展融合 RF/激光的复合地面链路体系。
▶ 跨轨协同系统架构
开发 “GEO-LEO 星间 + 光地链 + AI 智能调度 + 云端网关” 整体链路谱系,提升通信质量、降低延迟,同时保障系统鲁棒性。
▶ 参入国际合作与标准制定
紧跟 ESA HydRON、Iris² 发展节奏,参与星间链路标准协议制定,提升我国在全球激光通信市场中的话语权和产业话语权。
▶ 政策支持与资金扶持
激励激光链路创新项目并推动产业链整合。支持民企(含初创)与科研机构协同协作,形成联合攻关团队。
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