激光对于卫星是否太快？

+Shivaprakash Muruganandham（NSR）/文 沈永言/译

在过去几年中，随着网络运营商将新技术视为RF（射频）的新兴替代方案，光学活动有所增加。光学有望解决RF通信生态系统的挑战，尤其是在数据速率、链路可用性、可靠性和安全性方面。尽管这些技术优势是可喜的变化，但其它因素（例如成本和市场成熟度）将在太空光学无线通信方面发挥关键作用。换句话说，在我们的行业中使用激光是否能与通过卫星网络传送越来越多数据的（很）高期望保持一致？

截至2019年，已经宣布的卫星发射计划数超过25,500颗，范围从通信和地球观测到M2M/ IoT和太空态势感知应用。多个这样的星座已经提议使用ISL（光学卫星间链路），在未来十年内，LCT（激光通信终端）有望真正实现大量生产。

曙光初现

尽管对于这样的用例来说，LCT是未经验证的技术，但它却提供了双重好处：规避了与着陆权相关的监管限制，并大大减少了所需的地面站数量。因此，NSR期望主要的星座运营商逐步在其卫星上采用LCT，并分阶段开发支持ISL的星座。

NSR《光学卫星通信第二版》报告预计，在未来十年中，天基激光通信将获得38亿美元的累积机会。尽管最近整个价值链发生了变化，但市场在很大程度上仍是硬件市场，大部分收入流向设备制造商，在2019-2029年期间，它将以10.1%的复合年增长率增长。

去年夏天，BridgeSat宣布将其品牌更名为BridgeComm，以表明其仅在航天领域附近的市场中深化，旨在成为更大范围的OWC（光学无线通信）提供商。随着5G的不断发展，在基于激光的通信解决方案中，地面和航天连接市场的耦合更加明显。

地面FSO（自由空间光学）通信的研发工作有望刺激卫星世界的进步，从而进一步模糊太空与地面通信解决方案之间的界限。在高端光电和光子学领域具有专业知识的组织现在已经开始涉足卫星世界。在某些情况下，它们将与卫星通信市场参与者合作，开发集成产品和服务。BridgeComm与法国光子学初创公司Cailabs建立合作关系，就是将后者的Multi-Plane Light Conversion（多平面光转换）技术应用于其OWC解决方案中。荷兰的TNO通过将涉及光学系统（VDL、Nedinsco等）和太空（空客DS、Hyperion Technologies等）的各种荷兰组织聚集在一起，来推动这种创新。

阴影依旧

但是，这个市场的建立并非可以一蹴而就。仅在过去一年中，由于资金问题，我们至少看到了两家航天企业倒闭，这两种系统都有望建立在激光通信卫星星座上，即LeoSat和Audacy。

由于缺乏投资，LeoSat在2019年末暂停运营，这被视为LEO HTS星座竞赛的第一伤亡，其中激光链路是其拟议卫星系统的核心组成部分。同时，尽管获得了客户的谅解备忘录，并获得了FCC的批准，在确保正确的产品市场契合度作为投资机会方面，Audacy仍面临困难。

仅谈太空的发展只是故事的一半。为了真正占领太空市场，地面部分将仍然是集成光通信基础设施（例如，Laser Light Communications提出的路线图）中要解决的关键要素。

2019-2029年相关应用光学卫星通信设备收入

在过去一年中，诸如KSAT之类的地面站运营商一直在积极寻求合作伙伴，目标是为即将进行的小型卫星任务引入完整的光通信功能。与此同时，Mynaric已从项目转移到产品，光学地面站和激光通信终端齐头并进。另一方面，由于空地激光通信技术固有的技术挑战，在短期内，服务将仅局限于少数几个利基应用，范围从对地观测数据下行服务到中继/回程通信。然后，在可预见的将来，在大多数其他应用中，RF还将主导地面部分。

结语

正如NSR过去指出的那样，当今的光学就是几十年前的RF。随着可开发市场扩展到更广泛的通信领域，地面和天基通信参与者之间的技术交流有望推动下一代解决方案的发展。当前，光学的采用取决于许多因素，最重要的是，那些星座能够结案并吸引适当的资金。从技术和业务的角度来看，地面基础设施开发仍然是一个巨大的挑战，需要在光学卫星通信业务真正看到光明之前实现。SATNET