高速自由空间数据传输可改善太空任务的连接性。苏黎世联邦理工学院的研究人员利用等离子体调制器实现了破纪录的数据传输速度，有望推动太空通信和潜在的全球高速互联网接入。 这项技术的传输速度可能达到 1.4 Tbit/s，它将改变世界的连接方式。

科学家们利用等离子体调制器--一种利用称为表面等离子体极化子的特殊光波来控制和修改光信号的设备--在长达 53 公里（33 英里）的湍流自由空间光链路上实现了高达 424Gbit/s 的数据传输速率。 这项新研究为在露天或太空中传输数据的高速光通信链路奠定了基础。

与传统的射频通信系统相比，自由空间光通信网络可提供高速、大容量的数据传输，延迟更低，干扰更少，从而有利于太空探索。 这将提高数据传输效率，改善连接性，并增强太空任务的能力。

来自苏黎世联邦理工学院 Leuthold 小组的 Laurenz Kulmer 在"光学与激光科学前沿"（FiO LS）会议上介绍了这项研究。

库尔默说："高速自由空间传输是连接世界的一种选择，也可以作为水下电缆断裂时的备份。不过，这也是向连接全球各地的新型廉价高速互联网迈出的一步。 这样，它就能为目前尚未联网的数百万人提供稳定、高速的互联网。"

FSO 户外实验的实验装置。 可调谐激光光源（TLS）、驱动放大器（DA）、任意波形发生器（AWG）、发射机数字信号处理器（Tx-DSP）、掺铒光纤放大器（EDFA）、带通滤波器（BPF）、光频谱分析仪（OSA）、偏振分复用仿真器（PDM）、 高功率光放大器 (HPOA)、实时控制器 (RTC)、可变形反射镜 (DFM)、波前传感器 (WFS)、光功率计 (OPM)、本地振荡器 (LO)、平衡光电探测器 (BPD)、数字存储示波器 (DSO)、接收器数字信号处理 (Rx-DSP)。 资料来源：Laurenz Kulmer，苏黎世联邦理工学院

等离子体调制器是空间通信链路的理想选择，因为它们不仅结构紧凑，而且能在宽温度范围内以低能耗高速运行。

在自由空间光学室外实验中，研究人员实现了高达 424 Gbit/s 的信息传输速率，低于 25% SD FEC 门限--在此门限下，尽管存在干扰或噪声，系统仍能修复传输数据中的错误。 在标准光纤系统中使用等离子体 IQ 调制器进行的实验实现了更高的吞吐量，高达 774 Gbit/s/pol，同时保持在 25% SD FEC 门限以下。

基于这些结果，研究人员表示，将等离子体调制器与相干自由空间光通信相结合有助于提高总体吞吐量，速度可能达到 1.4 Tbit/s。 研究结果还表明，以最高速度运行自由空间光链路比使用高阶调制格式和低速链路更有利。 研究人员表示，随着设备设计和光子集成的进一步改进，每个偏振信道的偏振复用数据传输速率超过 1 Tbit/s 应该是可行的。

"下一步，我们将测试我们设备的长期可靠性，"库尔默说。"高速性能已经显现，但我们必须确保它们能在最恶劣的环境--太空中运行多年。"

编译自/SciTechDaily