我国首个民营全自主可控的超高速星地双向激光通信终端发射升空开启激光通信业务应用快响低成本商业化新时代

两年磨一“星”,出鞘显锋芒。2024年2月3日早上11点6分,由国内激光通信产业头部企业氦星光联自主研发的我国首个民营全自主可控的超高速星地双向激光通信终端在广东南海阳江海域搭载捷龙三火箭顺利升空。

终端发射升空现场图

该款通信终端为按星间建造规范研制的星地星间通用产品,关键性能符合卫星互联网技术标准。支持同轨/异轨卫星组网应用,2.5G/5G/10G三档传输速率可调,可满足多用户需求,并具备全天候复合场景适应性。建链时间15秒、传输速率10Gbps、链接精度4微弧度、误码率优于10-7、峰值功耗(不含热控)小于65w,各项关键指标均为我国星地激光链路试验领先水平。

终端实物图

在充分利用国内外成熟背景成果确保产品技术状态稳定可控,并实现关键性能、技术指标稳居行业前列的同时,通过灵活机动的项目管理办法以及关键核心部组件(EDFA、振镜、光模块等)自主研制等有力措施,实现了研制周期、系统造价双降(研制周期由2年降为4个月、造价由百万降至N*10万),以多快好省的商品和服务呼应商业航天对“快速度、准精度、狠效率”的核心诉求。意味着激光通信从高精尖技术前沿加速转向快准狠工业应用阶段,旧时国家重器即将大步进入寻常工业界。

本次发射任务主要是为了验证激光通信的几个关键技术:大相对角速度、强大气湍流条件下的星地建链能力;自研光模块及EDFA在轨应用能力;星地双向通信能力。这也是该公司基于战略规划和响应客户需求紧扣“国产化”和“低成本”锁定的关键方向,近两年研发的工作都是围绕这两个关键点在开展。

“以我们的技术,可以做到100G的通信速率。但是10G速率够用的情况下,速率下降1个量级的同时成本对应下降一个量级,意味着会有更多人可以用到这么好的技术。”在死磕指标做最先进,还是均衡总体做最适用,氦星光联毫不犹豫地选择了后者。卫星激光通信具有通信容量大、传输距离远、保密性好等优点,是建设空间信息高速公路不可替代的手段,也是当前国际信息领域的前沿科学技术。尤其是星地激光通信技术,技术难度极大,是当前各国竞相开发的热点。国内最早的星地激光通信技术在轨验证虽始于2011年,但星载激光通信技术的工程化业务化进程却相对缓慢,研发周期长、研发成本居高不下是主要制约因素。

怀着“让仰望星空不再昂贵”的使命加入卫星互联网建设大军,氦星光联始终没忘记自己的初心,“让国家高精尖技术坚实落地,让所有有需要的科研机构、院校、企业甚至个人都能够用得上、用得起卫星激光通信服务”也成了团队一以贯之的探索和坚持。在手握激光终端瞬时自标校技术、高精度瞄准跟踪锁定(PAT)技术、低功耗大功率放大技术、小型化收发一体化激光发射与探测技术、自适应大规模组网与路由技术,以及低成本可量产系统集成技术等关键技术的基础上,氦星光联瞄准商业航天最突出的“成本”“速度”难题,开始破题之解。

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激光通信终端是低轨卫星网络的标配载荷,占整个卫星BOM的20%-30%,在激光通信终端整机中核心光电器件又占比40%-60%。坚持核心部件自主研发的同时,氦星光联立足自身技术背景和成果积累,同步完成了通信、算法到小型光机设计、系统集成、大规模组网通信的自主研制,实现了全产业的垂直整合。而产业链的全垂直,赋予了产品研发周期的天然优势,加上不惟指标、突出总体适用的总体设计,让产品的研发进程也开启了加速度。由氦星光联研制的商用化、低功耗、小型化通信终端,研发周期短、批产性高,品控保障、交期保障等优势兼具,可满足年产百台需求,获得多家体制内外单位的青睐。

氦星光联全产业链路产品矩阵图

本次终端在轨验证是氦星光联创立以来的第二次在轨验证。2023年1月15日,由公司自主研发的高通量小型化通信单元在太原发射升空,根据数据判读分析结果,用户确认通信单元和卫星配置的设备接口匹配,传输数据内容完整正确,符合行业标准。该通信单元与国内同类产品相比,重量减轻60%,功耗减轻10瓦以上,各项技术指标及综合性能均处于国内领先水平。由核心器件到整机的成功在轨验证,标志着氦星光联全产品矩阵已经具备太空应用的技术能力和产品质量,能够满足客户对于高速、稳定、可靠的卫星通信服务的期许,为后续产品规模化应用打下了坚实的技术基础。

“上天是航天产品的必经之路,商业航天没有半点捷径可以走,只能靠不断的在轨应用来证明自己,并不断迭代和进步”,第二次在轨验证后,氦星光联的第三次在轨验证工作也已排上日程,将于今年二季度在实现星地通信的基础上,进一步完成高速星间激光通信任务以及小规模激光组网技术。作为国内卫星互联网通信载荷提供商,氦星光联在标准化、模块化快速批产基础上,主动将产业链上下延伸,牢牢把握上游光电器件自主权的同时,面向发射建立了基于搭载低成本、高可靠商用现货的卫星快速验证及业务运用模式,短至半年即可完成业务目标的观测与数据收集,验证科研的新成果。“更小、更快、更强、更便宜,以终为始,不断刷新激光通信技术业务应用速度”,说到未来愿景,创始人谭俊满怀信心,话语铿锵有力。

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