日本京都大学与电信公司KDDI的联合研究团队近日成功测试了模拟卫星通讯的实验，通过使用光子晶体雷射通讯技术，实现了信号强度低于1亿分之1的通讯效果。这一成果将有望推动光通讯技术在卫星通讯领域的应用。
随着无线电通讯频段的日益减少，日本电信设备业者提出了光通讯平台的概念，其中包括通过光通讯建设跨轨道卫星星座的想法。这个概念旨在利用少量离地3.6万公里的同步卫星，通过无线通讯构建和管理大量离地2,000公里的低轨卫星星座。然而，由于可用频段减少和天线体积增大的问题，这会导致卫星体积变大且价格昂贵，以及通讯速度不足的问题。因此，研究团队提出了以光通讯代替电波的想法。
然而，在超过3.6万公里的距离进行通讯时，光线扩散衰减将导致光信号微弱到无法判读。为了解决这一问题，研究团队开发了一种类似半导体雷射但功率高得多的光子晶体雷射技术。
该技术不需要放大器及附带的光学系统，理论上同样功率的输出，系统体积可缩为0.1%。研究团队在2022年9月宣布完成1W功率1.1米距离的光子晶体雷射通讯，踏出第一步。至于如何克服1.1米与3.6万公里差距的3,000万倍差距，研究团队提出发射端高功率调频、与接收端同调光信号，以NRZ编码方式传输信号，透过一些方式将发射信号强度降低到1亿分之1以下，模拟太空中3.6公里以外的光信号强度，再读取接收端得到的信号内容以验证技术可行性。
根据KDDI与京都大学双方发表的成果，确认信号强度降为1亿分之1以下时，接收端仍能有效读取信号内容。这一研究成果已在苏格兰举办的国际最大光通讯学术会议（ECOC 2023）上发表。
研究团队表示，接下来将改良设备并在户外进行测试，目标是在2030年正式将其应用于通讯卫星上。这一突破性的研究将为光通讯技术在卫星通讯领域的应用开辟新道路，有望推动卫星通讯的快速发展。
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