地月“信息高速路”通了：我国成功建立超过 40 万公里双向激光链路

　　 8 月 26 日消息，据《科技日报》今天（26 日）报道，从中国科学院空间应用工程与技术中心获悉，我国地月激光通信试验任务取得重要突破，成功在超过 40 万公里的地月距离上建立起双向激光链路，首次实现地月双向高速激光通信。这标志着我国空间激光通信正式从近地轨道迈入地月空间。

　　从报道中获悉，空间激光通信是一种利用激光传输信息的通信方式，具有带宽大、速度快、方向准、保密性好等优势。但距离越远，技术挑战越大。

　　中国科学院空间应用工程与技术中心研究员杨雷说：“深空激光通信一直扛着三座大山：距离动辄几十万公里，光束极难精准对准；信号传到地面时已经弱得几乎收不到；传输速度也一直提不上去。”

　　报道指出，地月间通信可类比为“在 40 万公里外，将一束极细的光线精准穿过一个高速运动的‘针孔’”，发射端哪怕出现极其微小的角度偏差，抵达目标附近时也会产生数公里的位置误差。为此，科研团队想出了一套新办法：综合考虑卫星轨道、望远镜安装误差、大气折射、激光飞行时间等各种因素，让天上的卫星和地面的望远镜在运动中始终对准，确保激光能精准照到预定位置。

　　然而，当激光穿过 40 万公里到达地面时，就微弱到只剩几个光子，地面望远镜能收到的信号少得可怜，而月光、星光、城市灯光还会混进来捣乱。为此，团队用上了能探测单个光子的“超灵敏探测器”，并开发了一套复杂的信号识别算法，从海量噪声中把有效信号“捞”了出来。这就好像在千里之外喧嚣嘈杂的闹市中，准确听清一根针落地的声音。

　　传输速度方面，团队通过技术攻关大幅提升了数据处理效率。此次试验初步实现上行 1.25Mbps（兆比特每秒）、下行 100Mbps 的通信速率。杨雷举例说：“以一幅 8K 月面高清图像为例，用传统 5Mbps 微波链路下传约需 4 到 5 分钟；换成百 Mbps 激光通信后，只要约 12 秒。”