中國工程院院士姜會林：空間激光通信或令5G如虎添翼

本文來自：科技日報 作者: 金鳳

一束激光，1秒鐘就可傳輸10G的信息；一個20公斤的通信終端可以傳輸幾百公里……近日，在2019年全國通信理論與技術學術會議暨通信領域創新發展論壇上，中國工程院院士姜會林在接受科技日報記者採訪時表示，空間激光通信技術具有保密性好、抗干擾能力強、通信速率高、體積小、重量輕、能耗低、靈活機動等特點。如果能“聯袂”微波光子技術，與無線通信結合，或將助力5G的應用。

中國工程院院士姜會林，南京郵電大學供圖

中國工程院院士姜會林介紹，空間激光通信以激光為載波，在空間實現信息無線傳輸。其有五個發展趨勢，一是高速率，由最初的幾Kbps向40-100Gbps方向發展；二是網絡化，由目前的點對點通信向“一對多”、“多對多”同時通信可以組網方向發展；三是多譜段，由可見光、紅外光向紫外光及太赫茲等多波段方向發展；四是一體化，由單一通信向與測量、偵察、對抗一體化方向發展；五是多用途，由少量鏈路應用向星、空、地以及深空與水下通信方向發展。

空間激光通信可以用於抗震救災、突發事件、反恐、江河兩岸以及最後一公里的接入。例如抗震救災時，地面光纖如果被破壞，就可用激光傳輸；又比如在特殊環境中的機場、監獄、軍事前線，無線電傳輸經常會被幹擾，但如果把信源放到激光上傳輸，想幹擾就很難。

“激光通信提供了很好的信息傳輸手段，如果再加上微波光子學技術，將無線電通信和激光通信結合起來發展，應用前景更為廣闊，而且對於5G、6G的應用會有所貢獻。例如，減少5G、6G基站數量的一個關鍵技術是開展設備與設備直接通信，激光通信會有所幫助。”姜會林説。

在姜會林看來，天地一體化網絡以地面網絡為依託，以天基網絡為拓展，由骨幹網、接入網和子網組成。目前，國內的網絡佈局呈現 “天弱地強”的特徵。在地面，2017年我國互聯網的普及率已經達到55.8%；而在空間，將需要架構起天空地海一體化的網絡系統，但在空間信息網絡發展中，還存在體系設計難、動態路由難、保密通信難、信息獲取難、星上處理難、網絡管理難等問題。

姜會林透露，目前世界上所做的激光通信試驗，都是點對點傳輸，想要實現通信組網，就需要“多對多”同時通信。他帶領團隊研製出一個小天線，用旋轉拋物面的原理，搭建了一個多鏡片拼接結構，“不管哪個方向來的光束，只要指向旋轉拋物面焦點，就可以平行反射出去。每個鏡片都可以俯仰、偏航轉動。

目前，團隊已研製出“一對三”同時激光通信系統，併成功進行了原理實驗。他説，如果能“多對多”同時激光通信，那麼，就可以應用於空間信息網絡，不僅傳輸速率高，而且保密安全性好。