卫星光通信关键技术及发展态势分析

崔潇

(中国信息通信研究院技术与标准研究所，北京 100191)

0 引言

伴随着5G的正式商用，国内外研究机构和标准组织对6G的研究布局也已陆续开启。6G网络的覆盖范围更加广泛，将从地球进一步延伸到太空，实现地面、卫星和机载网络等的无缝连接。6G网络传输速率将达到5G网络的10倍以上，峰值速率可达100 Gbit/s～1 Tbit/s；时延则比5G网络缩短10倍，低至0.1 ms[1]。如何突破当前5G光纤网络覆盖范围的限制，实现空间、海洋等更加复杂的业务传输场景，是未来6G技术需要突破的难题。

不同于传统的微波卫星通信，卫星光通信的原理是直接通过激光在大气或太空传输，从而实现信息的传递。与微波相比，激光具备多个方面的优势：激光通信可利用的频带宽度超过GHz，高达微波频带宽度总和的一万多倍；激光通信使用频段不受限制；通信设备的尺寸与波长成正比，因此激光卫星通信设备的尺寸和重量远低于微波卫星通信设备，灵活性与可扩展性强；激光光束发散角小、方向性好，通信链路不易被截断，具有较强的保密性。但在具备众多优越条件的同时，激光通信链路的稳定性较低是卫星光通信的缺点之一。造成卫星光通信这一缺点的原因是由于信号在传输过程中无法改变链路方向，因此极易受障碍物的阻挡，而在通过大气传输的情况下将受到大气条件的影响；且通信链路两端平台易受空间环境的影响产生震动和位移，从而降低了链路的稳定性。总体而言，卫星光通信大带宽、组网灵活、保密性好等优势使其具备成为未来6G组网关键技术之一的潜力。……