当前，空间数据的高速回传已成为制约星地通信发展的关键瓶颈。传统微波通信技术成熟、适应性强，但受制于频谱资源，难以支撑海量空天数据的快速下传。在这个背景下，星地激光通信凭借超高速率传输优势，成为突破下传能力限制的重要方向。中国科学院空天信息创新研究院与中科卫星科技集团、北京融为科技等单位联合开展此次实验，在卫星硬件保持不变的前提下，通过在轨软件重构，将AIRSAT-02卫星激光通信载荷能力从60吉比特每秒提升至120吉比特每秒。此次提升并非简单的速率翻倍，而是伴随系统复杂度和工程难度显著增加。正如项目技术负责人所比喻：如果10吉比特每秒传输相当于在湍急河流上架设单车道桥梁，那么120吉比特每秒则更像建设多车道高速桥梁，不仅要“连得上”，更要在多通道并行下保持高效率与稳定性。 实现这一突破，关键在于多项核心技术的协同优化。研究团队优化强实时光学畸变校正算法，针对大气湍流引起的高频扰动进行精准抑制，提升微弱激光信号的稳定跟踪与高效耦合能力；深度应用信号损伤补偿技术，在数字域精确消除高速率信号的非线性畸变，并结合抗大气湍流的高效率激光通信空口协议，保障低误码率传输；同时，改进的非稳态大气信道自适应传输控制策略有效缓解快衰落信道下的吞吐瓶颈，提升信道容量利用率。 实验结果验证了对应的技术的有效性。在塔县激光地面站与AIRSAT-02卫星的联合实验中，星地之间实现秒级捕获建链，建链成功率超过93%，最大连续通信时长达108秒，获取数据量达12.656太字节，并成功处理出高质量遥感影像。这些指标表明，星地激光通信链路的稳定性与通信可用度得到明显提升。 从技术演进看，我国星地激光通信实现了快速迭代。空天院塔县激光地面站作为国内首个业务化运行的星地激光通信地面站，自2024年9月建成以来已承担多项业务化运行任务。AIRSAT-02卫星于2024年9月发射，今年1月完成60吉比特每秒实验，此后与空天院持续开展在轨软件重构、通信实验及业务化验证工作。由10吉比特每秒提升至60吉比特每秒，再到120吉比特每秒，迭代速度体现出我国在该领域的持续创新能力。 展望未来，随着激光通信地面站网布局深入完善，星地激光通信将在遥感影像获取、地球观测、应急通信等领域发挥更大作用。业内专家指出，持续的业务化运行验证表明，星地激光通信已具备支撑未来海量空间数据下传的关键技术基础与工程能力。
从“打通链路”到“稳定交付”，从“试验指标”到“业务能力”，120Gbps星地激光通信的业务化验证反映出我国空天信息基础设施正向更高速度、更高可靠、更高效率演进。面向海量数据时代，如何把“快”变成“常态”、把“高”变成“可用”、把“突破”转化为“体系能力”，将影响空天数据服务供给的质量与边界。持续推进关键技术迭代与地面站网建设，有望为数字经济、公共治理与国家安全等领域提供更有力的信息支撑。