格陵兰岛战略价值升级，激光通信引发新一轮产业与地缘竞赛

在上期播客节目，赵教授在谈及激光的未来应用中就提到了激光通信。作为通向未来的“太空光速公路”，激光通信正以高带宽、低延迟、强抗干扰的颠覆性特性，重塑从太空到地面的信息网络格局。随着全球数字化进程的加速，这项技术将成为构建下一代“天地一体化”网络的基石。

Laurynas Maciulis

近日，AZoOptics采访了Astrolight公司联合创始人兼首席执行官Laurynas Maciulis，探讨从射频通信向激光通信的快速转型，及对商业、民用和国防航天网络的意义。他在剖析激光通信的优势之余，还强调在格陵兰岛上建立光学地面站的战略重要性。

个人及公司背景介绍
Astrolight公司是一家专注激光通信（激光星间链路与星地链路）技术的欧洲科技公司。2019年，公司是由数位来自欧洲顶尖激光技术企业的联合创始人，共同创立。在此之前，Laurynas Maciulis曾联合创立NanoAvionics并担任首席技术官。目前，Astrolight为客户提供端到端的光学连接解决方案：包括激光通信终端、光学地面站，以及支持空对地、空对空、船对船和地面激光链路的基础设施。

他认为，与射频通信相比，激光通信解决了前者面临的诸多实际问题。首先，避开了拥挤的射频频谱以及相关许可需求；其次，激光通信能够传输更大量的数据，通常比射频高出数个数量级。它利用极窄且高度定向的激光束，其光频载波远高于射频；第三，从本质上看，相较于极易受到干扰和欺骗的射频通信，激光通信几乎无法通过传统电子战手段进行干扰。

另外，他还强调，格陵兰岛对低地球轨道卫星的过境几何构型具有重要战略价值，因其靠近北极的地理位置使极轨卫星（可实现全球覆盖）能够频繁过境。同时，格陵兰邻近磁极的位置优势，使其成为监测空间天气现象的理想地点。结合近期美国政府对格陵兰岛的高调表态，不难看出，该岛除得天独厚的丰富资源外，其战略要地的属性也已显现。

融入商业及国防网络
在商业领域，激光通信已从实验测试阶段迈向实际部署。SpaceX等企业正积极应用该技术，随着带宽需求持续增长，预计将有更多的公司参与其中。去年8月，SpaceX的Starlink工程副总裁Michael Nicolls就在X上发布了一段视频，介绍了Starlink“迷你激光器”。

星链上的“迷你激光器”

该激光器旨在将第三方卫星和空间站连接到Starlink星座中。这款迷你激光器可实现25Gbps的链路速度，传输距离达4000公里，并且在随Starlink G10-20发射的卫星上成功进行了轨道测试。星链卫星已经具备星间通信能力，但目前只能与其他星链卫星通信。每颗星链卫星都包含三个空间激光器（光星间链路或ISL），运行速度最高可达200Gbps。

在民用方面，近期最重要的突破之一是提升地球观测数据的回传速度，尤其适用于灾害响应等时效性强的场景。这正是Astrolight最新项目的重点方向。近期公司与欧洲航天局签署合同，将在格陵兰岛建设首个光学地面站，旨在加速卫星数据（如灾害监测响应、地理情报等）传回地球的时效性。

对于国防领域，激光通信已成为安全通信骨干网的重要组成部分，即使在射频链路受损时仍能保障关键服务。例如在去年9月，美国太空发展局发射了首批卫星构建军用网络，该星座系统便依赖激光通信技术。

随着干扰、欺骗和监视等威胁日益加剧，激光通信凭借能在射频最脆弱环节具备的增强容量与抗干扰能力，正展现出越来越重要的战略价值。

Astrolight公司的ATLAS（前置终端）现身图卢兹空中客车防务与航天公司设施

Laurynas Maciulis表示，运营商需要的是成本可控、易于部署的端到端解决方案。为此，公司同步研发多项技术（包括空对地及星间链路的光学地面站与激光终端），为运营商提供覆盖太空、陆地、空中及海洋全域的端到端通信系统。

此外，公司的解决方案比目前市场上许多其他光通信系统更为紧凑。这也有助于在不牺牲数据吞吐量的前提下降低成本，并使系统组装部署更快速便捷。得益于系统中采用的先进技术，这种紧凑型设计得以实现。

中国模式
去年6月，北京邮电大学与中国科学院的联合研究团队仅用2W激光器，就实现了地球同步轨道卫星每秒1Gbps的超高速数据传输，这一速率达到星链卫星网络最高速度的5倍。

相比之下，星链使用距离地球表面约550公里的低地球轨道卫星，需要数千颗租的复杂网络提供服务。目前星链的平均下载速度约为每秒67Mbps，具体速度取决于地理位置和网络拥堵情况。

星链网络概念图

将数据从轨道传输到地面并非易事，尤其是在使用激光的情况下。地球大气层会扭曲光线，即使是窄带光信号也会被散射，从而降低信号质量。大多数依赖自适应光学或模式分集接收的独立系统，无法在实际条件下稳定激光链路，以维持高数据传输速率。

为了解决这个问题，研究人员开发了一种名为AO-MDR（自适应光学和模式分集接收）协同的联合方法，实时动态校正畸变的激光束。该系统利用丽江天文台一台1.8米望远镜内的357个微镜阵列，对入射光进行整形，然后通过多平面光转换器将校正后的信号分成8个独立的通道。实时算法会选择其中强度最高的三个通道进行解码。

中国的激光试验引入了一种截然不同的模式：更少的卫星、更高的轨道高度、更小的功率

该技术将可用信号率提高到91.1%，比早期系统中报告的72% 基线有了显著提高，这项研究成果已在《光学学报》上发表的同行评审研究中得到证实。该系统的应用远不止高速下载。

由于激光束窄而聚焦，因此不易被拦截或干扰。这使得它们在军事通信系统、深空任务和科学遥测等领域极具吸引力，在这些领域，数据完整性和信号保密性至关重要。