2023年末,法国发射了一颗名为Keraunos的新卫星,主要用于测试地面和太空之间的光学-激光-红外(Optical-Laser Infrared,OLI)通信能力。2024年夏天,法国实现了几分钟的光学地面站与低轨道超小型卫星的OLI通信(也称光通信)。尽管美国、中国和其他国家也在该领域取得了其他进展,但这是全球首次完成天地光通信的商业测试。
OLI通信与RF通信的区别
OLI与传统射频 (RF) 都是电磁 (EM) 频谱的一部分,只是占用不同的频谱和波段,主要区别如下:
1. 频谱和波段:
OLI通信:利用红外波段进行通信,其频率范围大约在300GHz到400THz,波长更短,频率更高,因此带宽更大,可以传输更多的数据。
RF通信:使用无线电波进行通信,频率范围从3KHz至300GHz,包括长波、中波、短波、超短波和微波等不同波段。
2. 传输速度:
OLI通信:由于更高的频率和带宽,OLI通信可以实现更快的数据传输速度,理论上可以达到200Gb/秒或更高,比传统RF系统快40倍。
RF通信:平均传输速度通常为5Gb/秒,远低于OLI通信。
3. 传输距离和覆盖范围:
OLI通信:由于红外光的直线传播特性,OLI通信通常用于短距离的点对点通信,传输距离通常在几百米到几千米之间。
RF通信:无线电波可以绕过障碍物,因此RF通信可以覆盖更广的区域,传输距离可以从几米到几千公里,甚至更远(例如卫星通信)。
4. 抗干扰能力:
OLI通信:由于其高方向性和窄波束宽度,OLI通信不易受到其他信号的干扰,具有很高的安全性和保密性。
RF通信:无线电波容易受到其他无线电信号、电磁干扰和物理障碍物的影响。
5. 监管和频谱使用:
OLI通信:目前,OLI通信不受传统RF频谱使用的监管限制,因为红外频谱尚未被严格监管。
RF通信:无线电频谱的使用受到严格的监管,需要申请频谱使用许可。
6. 设备和成本:
OLI通信:OLI通信设备通常更轻、体积更小,功耗平均比传统RF通信低25%。
RF通信:RF通信设备和基础设施的建设成本可能更高,尤其是在需要覆盖广泛区域的情况下。
7. 应用场景:
OLI通信:适用于对传输速度和安全性要求较高的应用,如军事通信、卫星通信、数据中心之间的高速数据传输等。
RF通信:适用于需要广泛覆盖和移动性的通信场景,如移动电话、无线网络、广播、电视传输等。
OLI通信的主要优点就四个:传输速度快 、安全性高、灵活性强、以及重量和成本低。
OLI通信因不像无线电那样大面积扩散而采用点对点,使得敌方更难以检测、跟踪、干扰和拦截,具有多种军事战术优势,特别是作为备份通道或机密链路,可以补充目前的通信方式。希望我国军工单位也加强这方面的研究,早日也用上安全高速的天基OLI通信。