空间通信革命：利用尖端等离子体技术实现424Gbit/S

高速自由空间数据传输可以改善太空任务的连通性。

苏黎世联邦理工学院的研究人员利用等离子调制器实现了破纪录的数据传输速度，有望在空间通信和潜在的全球高速互联网接入方面取得进展。随着速度可能达到1.4万亿比特/秒，这项技术可能会改变世界的连接方式。

科学家们已经利用等离子体调制器在53公里（33英里）的湍流自由空间光链路上实现了高达424Gbit/s的数据速率。等离子体调制器是一种使用称为表面等离子体激元的特殊光波来控制和修改光信号的设备。这项新研究为通过露天或太空传输数据的高速光通信链路奠定了基础。

以更快的数据传输增强太空任务

自由空间光通信网络可以提供比传统射频通信系统更低延迟和更少干扰的高速、大容量数据传输，从而有利于空间探索。这可能导致更有效的数据传输，改进连接性，增强空间任务的能力。

来自苏黎世联邦理工学院Leuthold小组的劳伦茨·库尔默（Laurenz Kulmer），在光学+激光科学前沿（FiO LS）上发表了这项研究。

库尔默说：“高速自由空间传输是连接世界的一种选择，如果水下电缆断裂，它也可以作为备用。尽管如此，这也是向可能连接世界各地的新型廉价高速互联网迈出的一步。通过这种方式，它可能有助于为数百万目前尚未联网的人提供稳定、高速的互联网。”

等离子体调制器的优点及未来展望

等离子体调制器是空间通信链路的理想选择，因为它们结构紧凑，同时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，研究人员在25% SD FEC阈值下实现了高达424 Gbit/s的信息速率 —— 在这个阈值下，系统仍然可以在干扰或噪声的情况下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调制器的实验实现了高达774 Gbit/s/pol的更高吞吐量，同时保持在25% SD FEC阈值以下。

基于这些结果，研究人员表示，将等离子调制器与相干自由空间光通信相结合，可以帮助提高总体吞吐量，速度可能达到1.4 Tbps。研究结果还表明，在最高速度下操作自由空间光链路是有利的，而不是使用高阶调制格式和低速度。研究人员表示，随着设备设计和光子集成的进一步改进，每个极化通道的极化复用数据速率应该可以达到1Tbit /s以上。

“下一步，我们将测试我们设备的长期可靠性，”库尔默说。“高速性能已经得到了证明，但我们必须确保它们能够在未来最恶劣的环境、太空中运行多年。”

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