索尼成功在轨演示国际空间站与地面传输高速信号处理装置

索尼计算机科学研究所（下称：索尼 CSL，总裁兼首席执行官：北野宏明）通过千兆以太网成功地将视频数据从安装在国际空间站（ISS）日本实验舱“Kibo（希望）”上的量子小型光链路（QSOL）传输到日本国家信息和通信技术研究所（NICT）的卫星通信光学地面站（以下简称光学地面站）1。这次传输使用了索尼 CSL独立开发的自由空间光以太网通信纠错技术标准2，也是该标准在全球范围内首次被用于传输。

QSOL是小型近地轨道安全激光通信终端（SeCRETS）的光学天线组件。它由 NICT、下一代空间系统技术研究协会（NeSTRA）、东京大学、完美天空JSAT株式会社和索尼 CSL共同开发，并获得日本总务省指定，由其在轨道上演示自由空间光以太网通信纠错技术。SeCRETS于2023年8月2日被发射至国际空间站，并安装在“Kibo（希望）”号外部的IVA可替换小型暴露实验平台（i-SEEP）上。随后，成功进行了10 GHz时钟光传输实验，实现了在近地轨道的国际空间站和便携式光学地面站之间的私钥共享，并演示了基于信息理论的一次性信息加密的安全传输。3

实验概念图

QSOL 由四个部分组成：一个用于演示 1.25 Gbps 高速传输的光传输信号处理装置，一个用于采集和跟踪光学地面站的万向节，和一个配备精细指向系统的光学工作台，以及一个控制系统。

QSOL结构图

在这次实验中，QSOL的紧凑型潜望镜万向节系统跟踪并获取了来自 NICT 便携式光学地面站的上行链路，然后下行链路传输到其1.5米光学地面站。本次实验成功地建立了一条光链路，并展示了QSOL在轨道上的使用。此外，视频数据从轨道上的QSOL下载下来，并由NICT的1.5米光学地面站接收。这次传输使用了索尼 CSL开发的自由空间光以太网通信纠错技术。

2020 年，索尼 CSL通过以太网传输高清图像数据，使用针对小型卫星设计的激光通信设备成功建立链路。随后，在 2021 年，索尼 CSL首次成功实现了商用光学地面站的下行链路。

此次实验成功地传输了一个视频数据文件。由此，索尼 CSL充分证明了空间和地面之间稳健的数据传输、具有大视场的紧凑型万向节系统，以及跟踪和获取小孔径光学天线（便携式光学地面站）来建立光链路的可行性。索尼 CSL将这一成果视为实现空间与地面之间商业传输的重要一步，并预见到未来在社会实施方面的巨大潜力。

1 NICT 光学地面站

为帮助开发空间通信相关技术而建造的望远镜设施。该地面站共有四台望远镜，孔径分别为1.5米和1.0米，分别位于东京小金井、茨城县鹿岛和冲绳县国神郡御名。此次实验使用的是口径为 1.5 米的望远镜。

2 142.10-O-1 用于光通信的里德-所罗门产品代码，空间数据系统协商委员会（CCSDS）的实验性规范（橙皮书）。

空间数据系统协商委员会（CCSDS）的实验规范（橙皮书）。

3 国际空间站与地面之间成功的私人密钥共享和高保密性通信 ~对实用卫星量子加密通信的期望。