索尼CSL和日本宇航机构成功演示光通讯数据传输 为平流层和外太空互联网服务奠定技术基础

    索尼计算机科学实验室（总裁兼首席执行官： 北野宏明，下称：索尼CSL）和日本国立研究开发法人宇宙航空研究开发机构（理事长:山川宏/下称JAXA）成功进行了一项演示实验，即在模拟的低质量和易出错的通讯环境中完整传输一个数据文件。在严峻而复杂的环境中完成数据传输是未来平流层和近地轨道光通讯的关键，索尼CSL和JAXA已经为这项技术的商业化奠定了技术基础。该实验是JAXA的“太空创新合作伙伴计划”（J-SPARC）*1的一部分。

    为了使自由空间光通讯能够更好应用于平流层和更远的极端高度，通讯设备必须小型、节能，且能够实现高速传输。此外，通讯设备之间的长距离意味着其方向的任何变化都可能导致发送设备的激光信号不能被接收设备稳定接收。信号噪声也可能出现在环境和接收设备中，导致信号编码错误。鉴此，标准互联网协议套件 (TCP/IP) 无法在此类环境中确保设备之间的稳定通讯链路。

    索尼CSL和JAXA的合作旨在建立低轨道卫星和无人机之间基于光通讯的互联网服务，从而实现平流层的通讯。双方模拟出一个建立在千兆以太网线路上的、具有自由空间光通讯误码率的实验环境。在这种低质量的环境下，普通互联网通讯无法完成。但实验数据却以446 Mbps*2的速度，完整无损地被成功传输。这一结果表明，自由空间的光通讯也有可能实现类似于地面互联网服务的高质量和高速通讯。

    此次通讯采用结合了索尼CSL的前向纠错（FEC）*3和JAXA的延迟/中断容忍网络（DTN）*4的信号处理方法，前者基于索尼通过蓝光等光学技术不断演进发展的激光读取技术。

    这次成功的演示实验，意味着平流层或近地轨道点对点光学互联网服务可以实现高速、高带宽和低能耗。这将是未来通讯服务新的商业发展机会，例如安装在低地球轨道卫星群上的小型光通讯终端*5，或用于平流层通讯的无人机。

    索尼CSL和JAXA计划还将继续共同研发，以实现高质量的太空通讯服务。

    1：J-SPARC太空创新合作伙伴计划旨在连接JAXA和有志于太空业务的私营企业，获得双方商业化承诺，共同研究业务概念，促进外向型技术开发和示范。https://aerospacebiz.jaxa.jp/solution/j-sparc/

    2：与TCP相比，该实验是在伪随机错误环境下进行的。9.77E-4的误码率是假设在有轻微的光信号的长距离高速互联网通讯。

    3：索尼CSL的自由空间光通讯以太网纠错技术目前正在由空间数据系统协商委员会（CCSDS）作为实验指标进行考察。此外，它采用了与国际空间站小型光链路（SOLISS）系统相同的基础技术，该系统在2020年3月成功演示了低地球轨道和地面站之间的双向通讯。https://www.sonycsl.co.jp/press/prs20200423/

    4：延迟/中断容忍网络是一种可共同互操作的网络技术，当TCP/IP由于通讯问题（延迟和/或中断）而无法工作时，可以用来进行互联网通讯。JAXA为ISO标准（ISO 21323和ISO 21080）的规格做出了贡献。

    5：一个通过连接大量低地球轨道卫星提供新优势的卫星系统。