从烽火传递到高速激光通信(2)
生活中的空间光通信
空间光通信除了可以满足卫星信息高速传输的需求，一项被称为LiFi(Light Fidelity)的可见光无线通信技术可能让空间光通信走进日常生活。该技术是一种利用发光二极管(LED)进行数据传输的全新无线传输技术。家中的LED灯除了照明外，还可用来看电视、上网。LiFi通过在LED光源上植入一个微小的芯片，利用电信号控制LED发出肉眼看不到的高速闪烁信号来传输信息，例如LED开表示1，关表示0，通过快速开关就能传输信息。由于LED光源的发光强度大，人眼不會注意到光的快速变化。利用这种技术研制的通信系统能够覆盖室内灯光达到的范围，电脑不需要电线连接，只要在室内开启电灯，无需WiFi也可接入互联网。
LiFi传输速率比WiFi的传输速率快100倍，具有高带宽、高速率的优点。2014年1月，法国一家公司演示了一款LiFi智能手机，它通过前置摄像头改装而成的光感应器接收载有信号的LED灯光，平均上网速率为10Mbps。2014年10月，美国研究出了一种超快LED灯，发光速度提高了1000倍，能更大程度地提升LiFi的通信速率。预计在未来的实际应用中，通信速率可达到1Gbps，如此快的网速，你还担心上网“卡”吗？
高速、畅通的自适应光学技术
空间光通信系统的性能对天气非常敏感，雨、雪、云、雾对激光传输影响较大，大气中的气体分子、水雾、雪、霾、气溶胶等粒子，也会引起光的吸收、散射，可导致激光链路中断。即使在晴朗的天气下，大气湍流也会严重干扰光信号的传输。大气湍流效应可造成信号光束波前畸变以及光斑弥散、抖动，使通信接收端的光功率降低甚至无法收到信号。为实现高速率、高可靠性的星地激光通信，大气湍流干扰问题必须解决。
自适应光学技术是克服星地激光通信大气湍流效应的核心技术之一。该技术通过使用可变形镜面校正因大气抖动造成的光波波前发生畸变，从而改进光学系统性能。自适应光学系统由波前探测器、波前控制器、波前校正器(变形镜和倾斜镜)组成。利用自适应光学技术可抑制大气湍流对通信信号光的影响，获得近衍射极限的校正光斑，从而提高通信端机对信号光的接收效率。2020年3月，自适应光学技术已成功应用于实践二十号卫星对地的激光通信试验，助力我国实现了当时国际上最高速率10Gbps的星地激光通信。
自适应光学技术解决了星地通信的可靠性问题，使得其适应大气湍流的能力显著增强，让星地光通信更畅通。相信不久的将来，空间光通信将更广泛地走进我们的生活，带来高速、安全、自由的通信新世界。
, http://www.100md.com(芮道满)