簡述空間光通信技術(shù)的發(fā)展及思考

摘 要：在這個科技不斷發(fā)展的時代，通信技術(shù)已經(jīng)取得了突破性的進展，為我國現(xiàn)代社會創(chuàng)造了巨大的價值和財富。隨著社會的進步與發(fā)展，人們對空間技術(shù)的研究越來越深入，空間光通信技術(shù)已成為現(xiàn)代社會信息交流的基礎(chǔ)，為當(dāng)代人們對空間通信的研究創(chuàng)造了條件。本文就空間光通信技術(shù)的發(fā)展及思考進行了相關(guān)的分析。

關(guān)鍵詞：空間光通信；技術(shù)；發(fā)展

中圖分類號：TN929.1

近年來，人們對空間通信技術(shù)的研究越來越深入，空間技術(shù)尤其是大功率軌道運載技術(shù)及大容量通信衛(wèi)星技術(shù)的成熟，促使了空間光通信技術(shù)的發(fā)展。然而在這個信息量呈爆炸性的時代里，人們對高傳輸率的通信技術(shù)越來越迫切，而傳統(tǒng)的空間衛(wèi)星通信技術(shù)已經(jīng)很難適應(yīng)現(xiàn)代社會快速發(fā)展的需求?？臻g光通信技術(shù)作為現(xiàn)代科技發(fā)展的重要成果，能夠有效地提高通信數(shù)據(jù)的傳輸率，為現(xiàn)代社會的發(fā)展提供技術(shù)保障。

1 空間光通信技術(shù)概述

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，人們對空間通信技術(shù)的已經(jīng)取得了飛速發(fā)展。傳統(tǒng)的空間通信技術(shù)是以微波為載體，這種空間通信技術(shù)已經(jīng)很難適應(yīng)現(xiàn)代社會發(fā)展的需求了。而空間光通信技術(shù)是以激光為載波，以大氣作為傳輸介質(zhì)的光通信系統(tǒng)。空間光通信技術(shù)結(jié)合了光纖通信與微波通信的優(yōu)點，有著通信容量大、傳輸速度快的特點，空間光通信技術(shù)在當(dāng)今社會中有著不可忽視的作用。在空間光通信技術(shù)中，大氣傳輸激光通信系統(tǒng)是由兩臺激光通信機構(gòu)成的通信系統(tǒng)，它們相互向?qū)Ψ桨l(fā)射被調(diào)制的激光脈沖信號，接收并解調(diào)來自對方的激光脈沖信號，實現(xiàn)雙工通信。

2 我國空間光通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著社會的進步與發(fā)展，人們對空間的探索越來越迫切、越來越深入，衛(wèi)星技術(shù)作為空間探測的一種重要手段，衛(wèi)星技術(shù)可以為我國對空間的探測提供技術(shù)保障，進而更好地開展空間探測。然而隨著空間通信技術(shù)的發(fā)展，以微波為載體的空間通信技術(shù)已經(jīng)很難滿足現(xiàn)代社會發(fā)展的需求了，在一些發(fā)達(dá)國家，人們對空間光通信技術(shù)的研究已經(jīng)取得了飛躍性的發(fā)展，而我國受經(jīng)濟、科技等條件的制約，對空間光通信技術(shù)的研究起步比較晚。起初，我國對空間光通信技術(shù)的研究還只能借鑒國外的研究成果，再應(yīng)用于我國科研工作中。隨著我國經(jīng)濟水平的提高，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國空間光通信技術(shù)已經(jīng)取得了相當(dāng)不錯的成就。在“十五”和“十一五”期間，以海洋二號衛(wèi)星平臺為搭載平臺，成功進行了我國首次星地激光通信試驗，該項目標(biāo)志我國的衛(wèi)星光通信技術(shù)已進入空間試驗階段[1]。隨著連續(xù)波大功率半導(dǎo)體激光器技術(shù)、自適應(yīng)變焦技術(shù)、空分復(fù)用和智能天線等技術(shù)的不斷發(fā)展，光通信在傳輸距離、傳輸容量和可靠性方面都有了很大的改善，適用面也就越來越寬了。在“九五”期間，我國研究者開始研究激光大氣通信理論、空間通信技術(shù)，在大氣通信理論研究的基礎(chǔ)上對空間光通信跟蹤技術(shù)進行了相關(guān)的研究，并取得了較為顯著的成就。

3 空間光通信關(guān)鍵技術(shù)

3.1 APT技術(shù)

APT（atom probe tomography），原子探針層析技術(shù)，可以確認(rèn)原子種類并直觀地重構(gòu)出其空間位置，相對真實地顯示材料中不同元素原子的三維空間分布，成為目前空間分辨率最高的分析測試手段[2]。APT屬于一個服務(wù)器系統(tǒng)，當(dāng)服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生信息時，APT服務(wù)器就會在鏈路中開始掃描，確認(rèn)信息通信的雙方，掃描出通信雙方的方位，進而進入到捕獲階段。當(dāng)通信目標(biāo)被鎖定后，APT服務(wù)器就會進行通信連接，完成光通信。

3.2 天線技術(shù)

隨著空間光通信技術(shù)的發(fā)展，實現(xiàn)空間光通信已經(jīng)不再是傳說，為了更好地滿足空間光通信的性能，完成光通信系統(tǒng)的雙向互逆跟蹤，在空間光通信系統(tǒng)中會采用收、發(fā)一體的天線。天線技術(shù)利用信號在傳播方向上的差別，將同頻率、同時隙的信號區(qū)分開來，進而優(yōu)化頻譜資源，保障空間光通信穩(wěn)定、可靠。天線技術(shù)主要由天線陣、波束形成網(wǎng)絡(luò)、波束形成算法三部分組成，當(dāng)空間光通信系統(tǒng)產(chǎn)生信息通信時，天線技術(shù)就會通過波束形成算法，算出光通信系統(tǒng)的發(fā)射功率，發(fā)射天線負(fù)責(zé)光束的發(fā)射，接受天線負(fù)責(zé)光束的接受，進而有效地降低光信損失[3]。

3.3 捕獲技術(shù)

捕獲技術(shù)作為空間光通信技術(shù)中的核心技術(shù)，是空間光通信系統(tǒng)實現(xiàn)通信的先決條件。捕獲技術(shù)通過對目標(biāo)上特定光點的監(jiān)視和跟蹤來完成運動捕捉的任務(wù)，在空間范圍內(nèi)，利用捕獲技術(shù)來捕捉空間點的運動軌跡，進而確定這個空間點的具體位置，為空間光通信的實現(xiàn)創(chuàng)造條件。

4 空間光通信技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，空間光通信技術(shù)的可行性已經(jīng)得到了解決，有效地推動了現(xiàn)代社會的發(fā)展。然而在當(dāng)今社會發(fā)展形勢下，不斷研究空間光通信技術(shù)，真正實現(xiàn)星際自由空間光通信將成為世界各國共同要面臨的問題?？臻g光通信技術(shù)結(jié)合了當(dāng)代光纖技術(shù)與微波技術(shù)的優(yōu)點，有著高發(fā)射功率、接收靈敏度高的特點，空間光通信技術(shù)正在逐步取代以微波為載體的空間通信技術(shù)。在這個信息化高速發(fā)展的時代，信息正以爆炸性的趨勢增長，空間光通信技術(shù)作現(xiàn)代科技研究成果，能夠保障光通信系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性，滿足現(xiàn)代社會發(fā)展的需求[4]。然而伴隨著廣播電視、互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)三網(wǎng)的融合，數(shù)字化、智能化控制系統(tǒng)已成為現(xiàn)代通信技術(shù)發(fā)展主要方向。在這個競爭日益激烈的國際化背景下，我國空間光通信技術(shù)要想更好地服務(wù)社會，就必須用發(fā)展的眼光看待問題，實現(xiàn)空間光通信系統(tǒng)的智能通信、智能控制、數(shù)字化控制，進而節(jié)省更多的成本。同時，空間光通信將作為一種主要手段進入寬帶接入市場，特別是那些通常沒有光纖連接的中小企業(yè)。微波系統(tǒng)和自由空間光通信系統(tǒng)在許多方面可互為補充，前者能提供大區(qū)域內(nèi)低速通信，而后者能提供小區(qū)域內(nèi)高速靈活的連接。各種系統(tǒng)的無縫連接能使用戶得到更方便的服務(wù)。另外，微波系統(tǒng)還可與自由空間光通信系統(tǒng)互為備份，在天氣惡劣甚至無法進行光通信時，啟動微波通信系統(tǒng)，可以大大提高通信系統(tǒng)的適用性和可靠性。當(dāng)前我國對空間光通信技術(shù)的研究越來越深入，且取得了較為顯著的成果，空間光通信技術(shù)將為我國社會的發(fā)展創(chuàng)造更多的價值和財富，促進我國綜合國力的提高[5]。

5 結(jié)束語

空間光通信技術(shù)作為現(xiàn)代科技研究的重要成果，在現(xiàn)代社會中有著不可替代的作用?？臻g光通信技術(shù)有著高發(fā)射率、高靈敏度、安全保密性好等特點，能夠有效地滿足當(dāng)前世界各國對衛(wèi)星通信的需求，隨著空間光通信技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的以微波為載體的空間通信技術(shù)將被空間光通信技術(shù)取代，并廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代社會發(fā)展的各個領(lǐng)域，為世界各國的科研工作提供技術(shù)保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫兆偉，吳國強，孔憲仁.國內(nèi)外空間光通信技術(shù)發(fā)展及趨勢研究[J].光通信技術(shù)，2005（09）：61-64.

[2]易成林.自由空間光通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與未來趨勢[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2007（09）：263-264.

[3]廖淑珍.空間相干光通信零差QPSK系統(tǒng)相位估計研究[D].長春理工大學(xué)，2011.

[4]于思源，馬晶，譚立英.自由空間激光通信技術(shù)發(fā)展趨勢分析[J].光通信技術(shù)，2004（12）：47-50.

[5]張文濤.自由空間光通信技術(shù)及國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r[J].量子電子學(xué)報，2003（03）：269-272.

作者單位：中油管道大連輸油氣分公司，遼寧瓦房店 116300