El 30 de enero, el Instituto de Investigación de Información Aeroespacial (AIRI) de la Academia de Ciencias de China informó a la prensa que el instituto realizó con éxito un experimento de aplicación operativa de comunicación láser espacio-tierra de más de 100 Gbps, alcanzando una velocidad de comunicación de 120 gigabits por segundo (Gbps). Los resultados experimentales muestran que el enlace de comunicación es estable y la calidad de los datos de descarga es excelente. Este es otro gran avance para el equipo, tras los 10 Gbps alcanzados en 2023 y los 60 Gbps en 2025, lo que marca una nueva etapa en la capacidad de aplicación operativa de la comunicación láser espacio-tierra de China.

Este experimento utilizó el sistema de comunicación láser espacio-tierra de 500 mm de apertura, desarrollado independientemente por el satélite AIRSAT-02 en la estación terrestre láser Taxkorgan del ITRI. Sin realizar cambios en el hardware del satélite, el sistema se reconfiguró en órbita, aprovechando al máximo el potencial de la carga útil de comunicación láser y aumentando su capacidad de 60 Gbps a 120 Gbps. Esto no solo rompió el récord nacional de velocidad de transmisión de comunicación láser satélite-tierra, sino que también resolvió los desafíos de establecer rápidamente y mantener conexiones estables durante largos períodos, y garantizar la transmisión eficiente y fiable de enlaces de comunicación láser satélite-tierra de ultraalta velocidad. Durante el experimento, se logró con éxito la adquisición de segundo nivel y el establecimiento del enlace entre el satélite y la tierra, con una tasa de éxito superior al 93%. La duración máxima de la comunicación continua fue de 108 segundos y el volumen de datos adquiridos alcanzó los 12.656 TB, procesando con éxito imágenes de teledetección de alta calidad.

Li Yalin, líder técnico del equipo e ingeniero sénior del Instituto de Investigación de Información Aeroespacial, explicó que la comunicación láser satélite-tierra se ha convertido en la solución óptima para lograr la transmisión ultrarrápida de grandes cantidades de datos. Sin embargo, debido a la influencia de múltiples factores complejos, como la microvibración de la plataforma satelital y la turbulencia atmosférica, la eficacia de la aplicación de esta tecnología se enfrenta a numerosos desafíos clave, como la insuficiente precisión de la corrección de alta frecuencia en tiempo real, las limitadas capacidades de procesamiento de señales a ultraalta velocidad y la dificultad de una transmisión eficiente en canales atmosféricos inestables.

«Si comparamos la comunicación láser satélite-tierra con la construcción de un puente sobre un río turbulento, la transmisión de 10 Gbps es como tender un puente de un solo carril, con una estructura relativamente simple; mientras que la transmisión de 120 Gbps es como construir un puente de autopista de varios carriles, que requiere no solo una construcción rápida para lograr conexiones rápidas, sino también garantizar una eficiencia de tráfico extremadamente alta con múltiples carriles en paralelo. La dificultad de ingeniería aumenta exponencialmente», explicó Li Yalin. Para abordar esto, el equipo centró sus esfuerzos en abordar los desafíos técnicos, sometiendo a múltiples rondas de investigación, verificación experimental repetida y optimización iterativa continua, superando con éxito una serie de obstáculos técnicos fundamentales.

En primer lugar, garantizar la recepción estable de la señal: Mediante la optimización del potente algoritmo de corrección de la distorsión óptica en tiempo real, se suprimieron con precisión las perturbaciones de alta frecuencia causadas por la turbulencia atmosférica, asegurando un seguimiento estable y un acoplamiento eficiente de señales láser débiles. En segundo lugar, garantizar la recepción precisa de la señal: La aplicación exhaustiva de la tecnología de compensación de deterioro de la señal eliminó con precisión las distorsiones no lineales de las señales de alta velocidad en el dominio digital. Simultáneamente, un protocolo de interfaz aérea de comunicación láser de alta eficiencia, resistente a la turbulencia atmosférica, garantizó una baja tasa de error de bits. En tercer lugar, garantizar la recepción rápida de la señal: Las estrategias mejoradas de control de transmisión adaptativo para canales atmosféricos inestables resolvieron eficazmente el cuello de botella en el rendimiento de datos en canales con desvanecimiento rápido, maximizando la utilización de la capacidad del canal y garantizando una eficiencia de transmisión ultrarrápida. Mediante una serie de avances tecnológicos clave, se mejoró significativamente la estabilidad del enlace y la disponibilidad de la comunicación, asegurando la implementación fluida y el éxito total del experimento de comunicación láser espacio-tierra de 120 Gbps.

La estación terrestre láser Taxkorgan del Instituto de Investigación de Información Aeroespacial, que participa en este experimento, es la primera estación terrestre de comunicación láser espacio-tierra operativa de China. Desde su finalización en septiembre de 2024, ha llevado a cabo múltiples tareas operativas, mejorando continuamente la velocidad de comunicación y la eficiencia de transmisión. El satélite experimental AIRSAT-02 se lanzó con éxito en septiembre de 2024. En enero de 2025, completó con éxito un experimento de comunicación láser satélite-tierra de 60 Gbps con la estación terrestre láser de Taxkorgan. Desde entonces, ha colaborado con el Instituto de Investigación de Información Aeroespacial (AIRI) en una serie de reconfiguraciones de software en órbita, experimentos de comunicación láser satélite-tierra y verificación operativa.

Huang Peng, director e ingeniero sénior de la Estación Terrestre de Satélites de Teledetección de China, dependiente del AIRI, explicó que la comunicación tradicional por microondas sigue siendo la tecnología predominante en el campo de la comunicación satélite-tierra, con importantes ventajas como su madurez, estabilidad y gran adaptabilidad ambiental. Sin embargo, con el rápido crecimiento de la demanda de transmisión de alta velocidad para grandes cantidades de datos espaciales, la limitación de los recursos del espectro de comunicación por microondas en el ancho de banda de transmisión satélite-tierra es cada vez más evidente. El desarrollo de la tecnología de comunicación láser satélite-tierra es una decisión inevitable para superar el actual cuello de botella en las velocidades de comunicación satélite-tierra.

Huang Peng afirmó que la verificación operativa continua demuestra que la comunicación láser satélite-tierra cuenta con las condiciones técnicas y las capacidades esenciales necesarias para soportar la transmisión de grandes cantidades de datos espaciales en el futuro. Con la mejora de la red de estaciones terrestres para la comunicación láser y la actualización iterativa de los indicadores técnicos, se espera que la comunicación láser espacio-tierra supere por completo el cuello de botella en la velocidad de la comunicación espacio-tierra, convirtiéndose en un centro troncal que conecte las redes de información espacial y las redes terrestres de fibra óptica, y contribuyendo a la construcción de un sistema integrado de red de información espacio-tierra.