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自由空间光通信(FSOC)有望在军事和商业星座中大规模部署。FSOC带来的革命不止是带宽，更重大的意义在于对星座网络的变革。光通信技术中专门处理星间通信的光学星间链路，或称OISL，可以赋予新兴LEO和MEO星座与地面互联网一样的弹性和连通性。
星间互联的天基网络 光学卫星通信以其宽带、大容量、低功耗的优势打破了传统微波卫星通信的瓶颈。利用高性能的星间光通信技术形成天基信息系统，实现全球无缝覆盖和移动终端接入，是卫星光通信发展的必然趋势。光通信所做的就是把这些轨道上的单个卫星变成一个连贯的网络，就像互联网一样。 一方面，OISL为通信弹性增加了一种重要选项。通过这些光纤链路，高速数据可以从一颗卫星传输到另一颗卫星，从而形成一个完全互联的全球IP的mesh网络，使客户无论身在何处都可以访问网络。利用这种OISL技术，军事用户或其他用户传输敏感信息可以将数据传送到天基网络，并通过卫星到卫星的通信，利用地球另一端的下行链路，而无需依赖外国电信基础设施。 另一方面，OISL提高了通信传输效率——OISL和智能路由工具(为数据包设计最有效路径的人工智能算法)结合起来，使卫星星座成为自治网络。OISL技术可以实现卫星之间的高速、低延迟、高带宽的数据传输，使得星座内的卫星能够相互通信和协同工作，形成一个高效的网络;智能路由技术可以根据网络拓扑结构和数据流量等信息，自动选择最优的通信路径和路由，实现网络的自主管理和优化。 在这个网络中，每个卫星都可以作为节点，负责传输和接收数据。这些节点可以自主地组成网络拓扑，并动态地调整路由，以适应网络中节点的变化。这种网络具有高度的鲁棒性和可靠性，因为它可以通过自适应的路由选择，自动避免网络中的故障和拓扑变化。 作战运用分析 实现对抗环境下的组网通信 OISL衔接的自主低轨空间网状网络能够响应由于设备故障、恶意攻击或资源耗尽而导致网络部分不可用的情况。在这些情况下，当网络连接处于降级状态时，网络将需要具有弹性。理论上，SDA网络可以在这两种模式下工作：一是正常模式，网络运行正常，没有任何中断，在这种模式下，网络可以使用标准路由协议或预先计算的路由;二是恢复模式，当部分网络因故障或恶意攻击而降级或无法运行时，网络必须能够使用剩余的网络元件来检测中断、恢复和自我修复。
天基抗干扰路由作用示意图。红线代表找到的堵塞路径，绿线代表建议的路径 实现天基情报高速处理分发 美军扩散型作战人员太空架构(PWSA)所有建设的天基资产均将搭载BMC3模块，组成战斗管理层，其中传输层星座是信息智能处理和分发的核心。综合广播服务(IBS)处理模块集成在传输层上，通过网状网向作战人员传播接近实时的战术/作战重要情报和信息，为决策过程提供重要数据。未来美军可通过传输层光学星间链路递送大量IBS数据，利用BMC3进行智能处理后，再通过IBS等能力分发至对应的情报处理中心或战术部队，不必再经过传统的情报传输网络，从而实现多源情报融合下的智能作战。 实现拒止环境下的备用导航 为了实现导航任务的任务鲁棒性，OISL可为SDA提供卫星间相对距离的精确测距/定时信息，以米级或更高精度的卫星间距离测量(包括星间和星-地的测量)，实现相对于星载时钟几纳秒误差内的估计相对定时。 SDA的设想是，地面光学终端将与五角大楼的世界协调时标准同步，并根据WGS-84确定的坐标系统，把绝对位置预先测量出数厘米，为星座的定位、测速和授时(PVT)提供绝对参考。然后让这些原始距离测量值与其他传感器数据相结合，以计算卫星的绝对位置和时间，并表示为一组预测的星历表参数和时钟数据。这种PVT处理可在OISL内完成，或者通过使用其他星载处理资源来完成。这种PVT过程必须能够独立于星载GPS接收机运行。关于卫星PVT数据的最低要求是包括所有集成的卫星间距离/时间测量，以及每颗卫星的最终PVT解决方案。 最终，传输层可从卫星向地面用户传输定位和授时数据，而无需另外专用的在轨PNT卫星系统。地面端通过光学星间链路可确保每颗卫星实时获取自己的精确位置和时间信息，再通过低轨卫星的精确位置和时间信息传输，理论上即可帮助美军构建起独立于GPS的备份导航网络，在GPS拒止或降级环境中进行定位。 ～～～ 综上，光学星间链路对星座网络的形成起到了至关重要的作用。星座网络内，卫星通过高速的光学链路相互连接，形成一个高效、可靠的通信网络。此外，光学链路还可以实现卫星间的精确时钟同步和精确测距，实现备份GPS。因此，光学星间链路为下一代星座网络的形成提供了必要的技术支持和保障，为实现高速、坚韧的全球天基战略支援打下了坚实的基础。 |
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