麻省理工研发激光卫星打破太空数据传输速度纪录
麻省理工学院工程师开发的一颗小型卫星创造了卫星和地球之间数据传输的新纪录。TeraByte InfraRed Delivery（TBIRD）系统可运用激光器以每秒高达100Gbps的速度传输大量数据。
这种数据传输速度远远超过天空和地面之间的大多数连接。SpaceX的Starlink卫星互联网为高级客户提供高达500Mbps的速度，甚至国际空间站整体的数据传输最高速度也在600 Mbps左右，这使得TBIRD的速度提高了200倍。
关键的区别在于，大多数卫星通过无线电波与地面站进行通信，这很可靠，但相对较慢。另一方面，TBIRD使用激光，其传播速度更快，每次传输的数据量可多出1000倍。不过激光也有自己的障碍 – 光束更窄，需要发射器和接收器之间更精确的对准。而且光线可能被大气层扭曲，导致数据丢失。所以TBIRD的设计是为了克服这些问题。
该卫星包含三个现成的主要部件–一个高速光调制解调器、一个光信号放大器和一个存储驱动器–全部装在一个鞋盒大小的容器中。为了解决数据丢失问题，该团队开发了一个新版本的所谓的自动重复请求（ARQ）协议。这允许地面站接收器提醒发送者它错过了特定数据包（帧），因此卫星可以重新发送这些数据。
TBIRD系统工程师Curt Schieler说：”如果信号中断，可以重新传输数据，但如果效率不高–意味着你把所有的时间都花在发送重复数据而不是新数据上–你会损失大量的吞吐量。有了我们的ARQ协议，接收器会告诉[卫星]它正确接收了哪些帧，所以[卫星]知道哪些帧要重新传输。”
至于对准问题，TBIRD不需要用万向节来指向激光束。相反，它使用一个定制的误差信号系统，调整整个卫星本身以精确地指向接收器。该团队说，这使光学元件得以小型化。在实现了TBIRD通过激光快速传输大量数据的最初任务后，该团队现在计划尝试将其翻倍。
接下来，他们计划行使TBIRD系统的额外功能，包括将速率提高到每秒200吉比特，使超过2TB的数据下行–相当于1000部高清电影–在一次5分钟内通过一个地面站。
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