レーザー通信産業は急速に発展しており、発展の黄金期を迎えようとしています。パート1

レーザー通信産業は急速に発展しており、発展の黄金期を迎えようとしている。

レーザー通信は、レーザーを使って情報を伝送する通信方式の一種です。レーザーは新しいタイプの光源高輝度、強い指向性、優れた単色性、そして強いコヒーレンスといった特徴を持つ。伝送媒体の違いにより、大気光と大気光に分類される。レーザー通信大気光通信は、大気を伝送媒体として利用する光通信です。光ファイバ通信は、光ファイバを用いて光信号を伝送する通信方式です。

レーザー通信システムは、送信部と受信部の2つの部分から構成されます。送信部は主にレーザー、光変調器、光送信アンテナで構成されます。受信部は主に光受信アンテナ、光フィルタ、光検出器送信される情報は、光変調器レーザーに接続され、その情報を変調するレーザ光送信アンテナを通して送信します。受信側では、光受信アンテナがレーザー信号を受信し、光検出器レーザー信号を電気信号に変換し、増幅・復調を経て元の情報に戻します。

国防総省が計画しているメッシュ通信衛星ネットワーク内の各衛星は、最大 4 つのレーザーリンクを持つことができ、他の衛星、航空機、船舶、地上局と通信することができます。光リンク衛星間の通信は、複数の惑星間のデータ通信に使用される米軍の低軌道衛星群の成功に不可欠です。レーザーは従来のRF通信よりも高い伝送速度を実現できますが、コストもはるかに高くなります。

米軍は最近、126のコンステレーションプログラムに約18億ドルの契約を交付しました。このプログラムは、ポイントツーマルチポイント伝送用の1対多光通信技術を開発した米国企業が個別に構築するもので、端末の必要性を大幅に減らすことでコンステレーションの構築コストの削減に役立ちます。1対多接続は、マネージド光通信アレイ（略してMOCA）と呼ばれるデバイスによって実現されます。このデバイスはモジュール化されているのが特徴で、MOCAマネージド光通信アレイにより、光衛星間リンクで複数の他の衛星と通信できるようになります。従来のレーザー通信では、すべてがポイントツーポイント、つまり1対1の関係です。MOCAを使用すると、衛星間光リンクで40の異なる衛星と通信できます。この技術は、衛星コンステレーションの構築コストを削減するメリットがあるだけでなく、ノードのコストが削減されれば、異なるネットワークアーキテクチャ、ひいては異なるサービスレベルを実装する機会が生まれます。

以前、中国の北斗衛星はレーザー通信実験を行い、レーザーの形で信号を地上の受信局に送信することに成功しました。これは将来の衛星ネットワーク間の高速通信にとって非常に重要な意味を持ちます。レーザー通信を使用すると、衛星は1秒間に数千メガビットのデータを送信できます。私たちの日常生活のダウンロード速度は1秒間に数メガビットから10メガビットですが、レーザー通信が実現されると、ダウンロード速度は1秒間に数ギガバイトに達し、将来的にはテラバイトにまで発展する可能性があります。

現在、中国の北斗ナビゲーションシステムは世界137カ国と協力協定を締結しており、世界に一定の影響力を持ち、今後も拡大を続けると予想されています。中国の北斗ナビゲーションシステムは成熟した衛星ナビゲーションシステムとしては3番目ですが、衛星数は世界最多で、GPSシステムの衛星数を上回っています。現在、北斗ナビゲーションシステムは軍事分野と民生分野の両面で重要な役割を果たしており、レーザー通信が実現すれば、世界に朗報をもたらすでしょう。