卫星激光通信设备研制商「氦星光联」（HiStarlink）宣布完成Pre-A轮融资，此次融资距离天使轮系列融资仅6个月。Pre-A轮由中关村发展前沿基金领投，老股东奇绩创坛和首业资本再次跟投。据公司透露，Pre A+轮也已接近尾声。成立于2021年的「氦星光联」，是对标Starlink星上激光通信技术的民营企业，致力于低功耗、小型化星载激光通信终端以及地面通信接收系统的研制，主要产品矩阵涵盖了宇航级核心光电器件、超高速通信单板、激光通信终端以及地面信号收发超级终端系统。公司以对行业的深入理解以及持续创新来解决卫星互联网中，高成本、低速率、高延迟的通信痛点，目前已在深圳、上海、北京等多地布局，建成数千平研发中心和实验室，并正在筹建激光通信终端智能工厂。
卫星激光通信的优与劣
随着数以万计的卫星将被送入太空，空间激光通信技术的需求日益迫切。相较于传统卫星微波通信技术，卫星激光通信技术具有通信容量大、速率高、功耗低、抗干扰能力强的优势。激光的频率比微波高3～4个数量级，更宽的频段使得激光通信在短时间内可传输大量数据。同时，激光通信的速率能达到甚至超过10Gbit/s，并在传输过程中能量集中，不易分散，功耗也比微波低激光的束散角极窄，不易被侦收和干扰。凭借其速率高、体积小、质量轻和功耗低的优势，成为卫星间高速通信不可或缺的有效手段，特别在微小卫星应用场合，更能体现激光通信的优势。中发前沿基金投资总监张家炜表示，卫星互联网的建设从功能发展上看，动力、存算、通信要先行。就通信方面，不依赖频率资源的高速、高通量、高可靠的激光通信路径已然清晰，与微波通信互补并存。优势之外，激光通信也具有一定劣势，尤其是在空地通信方面，地球的大气层和云带来了很大的挑战。由大气层的气候条件、空间环境温度变化、太阳等背景光的因素带来的外部干扰，以及平台振动和相对运动的影响，卫星激光通信的稳定性仍有较大提升的空间。由于激光波束很窄，当对地通信受到恶劣天气的干扰时，必须有替代调整方案，激光信号转由其他地方的接收器来接收。
各国角逐卫星激光通信大市场
通信，是一个国家的根本战略需求。尤其是在国家安全领域，通信对情报的传递有重要的意义。千域空天创始人蓝天翼发现，在2022年8月初，一名乌克兰的用户使用Starlink终端进行测试，其IP地址却显示在西雅图，有可能是星间激光通信链路已经生效。在8800km的距离，能做到200ms的延迟，非常具有实用价值。有了星间激光通信，俄乌区域的信息战与情报战就有了全新的态势。当前，美国、欧洲、日本等均在加速卫星激光通信技术的研发。自20世纪80年代中期开始，欧洲便开始研究卫星激光通信技术，是全球卫星激光通信技术发展最快的地区。欧洲已经实现全球首次星间激光通信技术、相干激光通信技术验证，拥有全球最高的已验证星间激光通信速率。星地激光通信方面，欧洲成功验证地月激光通信、低轨卫星与地面激光通信。除瑞士、德国等欧洲国家外，美国与日本也有非常雄厚的研发基础。2021年12月，NASA开始试验其第一个双向激光通信中继演示，该系统耗资3.2亿美元，数据传输速率比传统的射频通信系统快10~100倍，国际空间站是实验阶段后的首个操作用户，预计传输速率可达1.2Gbps。美国太空发展局也在2021年发射4颗“下一代太空体系架构”关键技术验证卫星，验证星间及卫星与无人机之间的激光通信技术。据NASA预计，到2030年，光通信技术将成为空间通信网络的主流。该激光通信网络可以在各相关方之间无缝运行，最终大大提高卫星通信的效率，并降低通信的成本。搭载在卫星上的激光通信系统，是卫星星座各个卫星节点间的激光链路的根基。近年来，典型微小卫星激光通信系统包括美国的OCSD和CLICK、日本的VSOTA和FITSAT和国内的行云T5。此外，商业化终端也正在形成，包括瑞士的OPTEL-μ、德国的Mynaric CONDOR 和SA photonics Nexus等。氦星光联也将发力商业化终端市场。根据2022年2月NSR公司发布的第四份光卫星通信报告。2031年，卫星光通信设备市场将达到20亿美元，主要服务于各种卫星星座的建设。行业将以47%的复合年增长率来加速增长，预计未来10年对激光通信终端设备的需求可能达到6000多台。目前，国内外的通信卫星星座主要包括中国航天科技集团“鸿雁”星座（300 颗）、中国航天科工集团“ 虹云” 星座（ 156 颗） 和“ 行云” 星座（ 80 颗） 、 中国电子科技集团“ 天地一体化”（ 80 颗 ） 、国 外 “ Kuiper” 星 座 （ 3236 颗 ） ， “Telesat”星座（298 颗），“Starlink”网络（1.2 万颗）等星座。这些星座大都由低轨道微小卫星组成，并将激光通信列为其骨干传输链路方式之一。氦星光联的潜在竞品有限，例如德国的Mynaric公司。该公司提供了Condor的光学星间链路的星载终端，以及可用于飞机进行空对空或空对地数据链路的名为Hawk的机载终端。OISL可以通过红外激光连接卫星、高空飞机、无人机和地面系统等，其中Condor MK3型终端在太空中可以提供高达100Gbps的传输速率，传输距离可达5000千米。据Mynaric称，目前光通信市场的潜在总额只有8亿美元，而到2030年可能增长到超过100亿美元，最终可能将超过200亿美元。据市场研究机构NSR预计，到2031年，卫星光通信设备的销售将达到20亿美元。
月球探索与深空计划
围绕地球的星间与星地通信，只是空间激光通信的一部分。面向广阔的星辰大海，月球探索与深空计划，才是人类未来的核心目标。由于现代的太空探测的任务更加复杂，有更多的数据要收集和传送，因此需要更高带宽的传输技术，而光通信可以满足要求。月球探索是走向深空的第一步，目前地月之间采用的微波通信速率只有2-20Mbps，无法满足38万公里的高速通信需求，因此最好采用激光+微波通信结合的方式。可以考虑在月球和地球同步轨道通信卫星之间采用高速率的激光通信。在同步轨道通信卫星到地面之间仍然采用高速的微波通信。在深空探索领域，NASA计划使用双向激光通信中继来模拟深空探测的光通信，未来将用于小行星带探测器与地球的通信。当然，深空探测会带来独特的技术挑战。例如随着通信距离的增加，激光信号可能会快速损耗，如何进行激光光束的精准瞄准也是一个严峻的问题。因为激光束十分狭窄，信号指向必须跨越数百万千米的距离，精确对准目标接收站的位置，这将是一个巨大的挑战。
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