面向遥感、测绘、灾害监测等领域对“海量数据、快速回传”的迫切需求，星地通信正从“够用”迈向“高通量”；长期以来，微波通信凭借成熟稳定、适应性强等优势占据主流，但频谱资源与带宽上限逐渐成为高分辨率、多载荷卫星数据回传的瓶颈。如何复杂大气环境与高速运动条件下实现更高速率、更高可用度的下传链路，成为星地通信能力升级的关键课题。 此次实验的突破，集中体现在“业务化条件下的超高速链路能力”。据介绍，空天院依托塔县激光地面站，自主研制的500毫米口径星地激光通信系统与中科卫星AIRSAT-02卫星协同开展实验。在卫星硬件不作调整的前提下，通过卫星在轨软件重构继续挖掘激光通信载荷潜力，将通信能力由60Gbps提升至120Gbps，实现链路稳定、下传数据质量良好，并刷新国内星地激光通信传输速率纪录。实验期间，星地之间实现秒级捕获建链，建链成功率超过93%，最大连续通信时长达108秒，累计获取数据量12.656Tb，并完成高质量遥感影像处理验证。 这个领域之所以“难上加难”，既受物理环境影响，也受工程系统约束。星地激光通信具备带宽大、抗电磁干扰强、保密性好等优势，被普遍认为是海量数据回传的重要方向，但其稳定运行会受到多重因素叠加影响：其一，卫星平台微振动会引发光束指向的细微偏差，在超高速传输条件下更易放大为链路波动；其二，大气湍流扰动使光信道呈现非稳态特征，增加稳定接收与误码控制难度；其三，超高速信号处理对实时校正精度、同步捕获效率以及编解码与纠错能力提出更高要求。有关负责人形象比喻称，较低速率传输如同搭建“单车道桥”，而120Gbps更像建设“多车道高速大桥”，不仅要快速架设实现连接，还要在并行高通量条件下保持很高通行效率，工程复杂度随之大幅提升。 从影响看，这一进展具有多重意义：一是为高分辨率遥感数据等“重载”业务提供更充足的回传通道，有助于缩短从成像到应用的时间链条，提升应急监测、灾害评估等场景的时效性；二是验证了通过在轨软件重构释放载荷潜能的可行路径，为在不增加硬件成本的情况下提升存量卫星通信能力提供示范；三是推动激光地面站从单点试验走向稳定运行、可复制推广的业务化能力升级，为后续规模化组网与常态化服务奠定基础。 在对策层面，持续提升星地激光通信的工程化、业务化水平，需要从“链路可用度”和“体系支撑能力”两端同步推进。一上，围绕高频实时校正、抗湍流传输、超高速信号处理等关键环节持续攻关，通过算法、硬件与系统协同优化，提高复杂气象与长时间运行条件下的稳定性与可靠性；另一上，加快激光地面站网络布局与运行标准建设，完善跨区域协同调度机制，形成多站点接力保障能力，以应对云雨天气、地形遮挡等不确定因素，并通过长期业务运行数据不断迭代指标与流程。 从前景看，随着遥感卫星分辨率提升、多载荷协同以及星座化部署加速，空天数据下传需求仍将快速增长。若星地激光通信能在更大范围实现稳定可用，有望突破星地通信速率瓶颈，成为连接天基信息网络与地面光纤网络的重要枢纽，支撑天地一体化信息体系建设。塔县激光地面站作为我国首个业务化运行的星地激光通信地面站，自2024年9月建成以来承担多项任务并持续提升效率，也为这一方向提供了可验证、可扩展的运行样本。
星地激光通信从理论探索走向业务化应用，反映了我国在航天关键技术上的持续突破。120吉比特每秒的传输速率提升，不仅意味着能力跃升，也反映出核心技术攻关取得实质进展。随着技术优化并加快应用推广，将为我国空间信息网络建设提供更强支撑，推动形成更高效的天地一体化信息体系，在服务国家战略和支撑经济社会发展中发挥更大作用。