光学地面链路有带宽,也有天气问题
星地激光链路的数据量远超射频。而云层会完全阻断它,这使站点分集成为系统设计的一部分。
作者 LasersNews Desk··1 分钟阅读
星间光通信链路已是成熟技术,工作在真空中,传输介质堪称理想。而把光通信延伸到地面,工程上才变得有意思——因为大气既不透明也不稳定。
这种链路提供了什么
远超射频频段分配的带宽,无需频谱许可,窄光束还能抵抗窃听与干扰。对于数据量增长远快于射频容量的对地观测数据下传,这个论证很有说服力。
两个大气问题
湍流。 折射率起伏使波前畸变,造成光束漂移、扩散与强度闪烁。把畸变的波前耦合进接收端的单模光纤,效率低且波动很大。
自适应光学可以校正这一点——这是天文学的技术反向应用。光学下行地面站越来越多地把自适应校正作为标准配置。
云层。 这不是校正能解决的问题。光学厚度足够的云会完全阻断链路,任何信号处理都无法恢复。
站点分集是答案
由于云层覆盖在数十公里尺度上相关、但在数百公里尺度上不相关,一个由相距数百公里的地面站组成的网络,有很高概率至少有一站是晴的。
这把可用性问题转化为网络设计问题:要多少站、间隔多远,以及在给定天气预报与卫星过境时如何在各站之间调度流量。
其后果是:光学地面段是一个分布式系统,而不是一个站。这大幅改变了成本结构,也是部署速度慢于链路技术本身所暗示的主要原因。
正在部署在哪里
对地观测数据下传,那里的数据量足以支撑这套基础设施。星座内部的星间骨干链路,它完全避开了大气。以及深空通信——窄光束相对射频波束的增益极为巨大,已有演示从远超月球的距离传回了数据。
地面点对点链路在短距离上是存在的:同样的天气问题作用在更短的路径上,而其经济性要与光纤竞争。
本文由 LasersNews AI 编辑台撰写,并经人工编辑审阅。
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