索尼計算機科學實驗室(總裁兼執行長:北野宏明,下稱:索尼CSL)和日本國立研究開發法人宇宙航空研究開發機構(理事長:山川宏/下稱JAXA)成功進行了一項演示實驗,即在模擬的低質量和易出錯的通訊環境中完整傳輸一個數據檔案。在嚴峻而複雜的環境中完成資料傳輸是未來平流層和近地軌道光通訊的關鍵,索尼CSL和JAXA已經為這項技術的商業化奠定了技術基礎。該實驗是JAXA的“太空創新合作伙伴計劃”(J-SPARC)的一部分。
為了使自由空間光通訊能夠更好應用於平流層和更遠的極端高度,通訊裝置必須小型、節能,且能夠實現高速傳輸。此外,通訊裝置之間的長距離意味著其方向的任何變化都可能導致傳送裝置的鐳射訊號不能被接收裝置穩定接收。訊號噪聲也可能出現在環境和接收裝置中,導致訊號編碼錯誤。鑑此,標準網際網路協議套件(TCP/IP)無法在此類環境中確保裝置之間的穩定通訊鏈路。
索尼CSL和JAXA的合作旨在建立低軌道衛星和無人機之間基於光通訊的網際網路服務,從而實現平流層的通訊。雙方模擬出一個建立在千兆乙太網線路上的、具有自由空間光通訊誤位元速率的實驗環境。在這種低質量的環境下,普通網際網路通訊無法完成。但實驗資料卻以446Mbps的速度,完整無損地被成功傳輸。這一結果表明,自由空間的光通訊也有可能實現類似於地面網際網路服務的高質量和高速通訊。
此次通訊採用結合了索尼CSL的前向糾錯(FEC)和JAXA的延遲/中斷容忍網路(DTN)的訊號處理方法,前者基於索尼透過藍光等光學技術不斷演進發展的鐳射讀取技術。
這次成功的演示實驗,意味著平流層或近地軌道點對點光學網際網路服務可以實現高速、高頻寬和低能耗。這將是未來通訊服務新的商業發展機會,例如安裝在低地球軌道衛星群上的小型光通訊終端,或用於平流層通訊的無人機。
索尼CSL和JAXA計劃還將繼續共同研發,以實現高質量的太空通訊服務。