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一起讨论下星间微波通信与星间激光通信特性对比

2026-10-2
一起讨论下星间微波通信与星间激光通信特性对比
1.2. 星间通信是低轨星座重要支撑,优选激光通信 星间通信是低轨星座商业化落地的重要支撑。按照链路位置划分,卫星通信分为星地通信、星间通信两大应用场景:星地通信为卫星与地面站或用户终端之间传输链路星间通信为卫星与卫星之间传输链路。传统航天以中高轨卫星居多,轨道高度高、单星地面覆盖范围广,仅依靠星地链路就可基本实现全球连续覆盖,对星间通信依赖程度较低。商业航天以低轨卫星为主,单星地面覆盖范围有限,在无星间链路组网支撑时,卫星仅能在过境地面站的短暂窗口期完成数据通信,且地面站难以实现全球大规模部署,因此星间通信成为低轨星座商业化落地的重要支撑。 星间激光通信具有带宽大、体重小、功耗低等多重优势。目前卫星通信主要采用射频微波通信方式,但是微波的波长较长,天线尺寸较大,从而系统的体积和质量大,功耗较高。随着数据容量的不断增大,各国将星间通信的研究转向了光波段,激光的波长比微波小 35 个数量级,其极高的时空相干特性使得星间激光通信具有如下特点: 1)可用带宽大、速率高:通信系统中,载波频率越高,承载带宽越大。光载波中心频率高达 1016Hz,即使在 1%的承载效率下可用带宽也高达 100THz,其可用带宽是射频微波的万倍以上。参照地面光纤通信系统单通道传输速率的技术演进历程,未来星间激光通信链路单波速率有望达到 Tbits 量级。 2)体重小、功耗低:由于激光波长比微波波长小、方向性好且能量集中,可以有效降低收发机功耗。激光通信系统所需的光学天线、收发机等器件比微波通信系统尺寸小、质量轻,更容易满足星上有效载荷小型化、轻量化、低功耗的要求。 3)抗干扰能力强:微波通常采取一对多的通信方式,容易被相似波段信号干扰且容易被窃取和破解。激光光束发散角小、束宽极窄、方向性好,在空间中不易被捕获和监听,具有较强的保密性,可有效提高抗干扰防窃听能力。 4)无频谱管制:因微波散角大,易对邻近接收器产生干扰,且用于航天行业的波段频率日益枯竭,ITU 对微波频率有着严格管制。激光通信发散角小,抗干扰性强,其频率资源的使用不受限制。