Romlaserkommunikasjon bruker lasere som informasjonsbærer. Sammenlignet med tradisjonell mikrobølgekommunikasjon gir den betydelige fordeler, inkludert høy båndbredde, høy hastighet, høy retningsnøyaktighet, sterk sikkerhet og lett utstyr. Men over dype romavstander på hundretusenvis av kilometer har laserkommunikasjon lenge stått overfor tre store tekniske utfordringer, ofte referert til som de "tre fjellene": ekstreme vanskeligheter med presis strålejustering, alvorlig signaldemping og vanskeligheter med å øke overføringshastighetene.
Ledet av Space Application Engineering and Technology Center ved det kinesiske vitenskapsakademiet, og i samarbeid med Zhejiang Lab, Yunnan Observatories og Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, brukte forskerteamet fem år på å overvinne disse tre store hindringene.
Først å løse "justeringsutfordringen." Jorden-Månekommunikasjon sammenlignes ofte med å "tre en nål i en avstand på 400 000 kilometer." Selv et mikroskopisk vinkelavvik ved sendeenden kan resultere i en posisjonsfeil på flere kilometer når målet nås. For å løse dette innoverte teamet en to-løsning for innhenting og sporing designet for ultra-lange avstander og ekstremt svake signaler. Ved omfattende beregning og kalibrering av satellittbaner, teleskopinstallasjons- og deformasjonsfeil, atmosfærisk brytning og lasertid for-flyging, sørget de for at satellitten og bakketeleskopet opprettholdt høy-presisjonsjustering mens de var i bevegelse.
For det andre, å overvinne problemet med "svake signaler". Etter å ha reist 400 000 kilometer, reduseres lasersignalet som når bakken til bare noen få fotoner og er svært utsatt for forstyrrelser fra bakgrunnsstøy som måneskinn, stjernelys og bylys. For å takle denne ekstreme utfordringen, stolte teamet på uavhengig utviklet høy-superledende enkelt-fotondeteksjonsteknologi og en serie komplekse,-følsomme kommunikasjonssignalbehandlingsalgoritmer. Dette tillot dem å lykkes med å trekke ut det gyldige signalet fra enorme mengder støy-tilsvarer nøyaktig å høre en knappenål falle i en livlig, støyende by på tusenvis av kilometers avstand.
Til slutt, bryte "langsom kommunikasjon"-barrieren. For å oppnå høye datahastigheter under forhold med ekstremt lave signal-til-støyforhold, utviklet teamet høy-båndbredde, svært effektiv kommunikasjonsbehandlingsteknologi som er i stand til picosecond--nivå tidsgjenkjenning. De tok i bruk høy-ordens pulsposisjonsmodulasjon og svært pålitelige signalbehandlingsopplegg, supplert med sterke feilkorreksjonskodingsstrategier for å bekjempe støy. Denne testen oppnådde opprinnelig en uplink-hastighet på 1,25 Mbps (megabit per sekund) og en downlink-hastighet på 100 Mbps. For eksempel tok nedlastingen av et 8K høy{13}}høydefinisjonsbilde fra måneoverflaten omtrent 4 til 5 minutter ved å bruke en tradisjonell 5 Mbps mikrobølgekobling. Med den nye laserkommunikasjonen i 100 Mbps-klassen ble overføringstiden drastisk redusert til bare 12 sekunder, en effektivitetsøkning på nesten 20 ganger.
For tiden er denne "informasjonsmotorveien" mellom Jorden og Månen fullt etablert. Etter hvert som global måneutforskning og bemannede månelandingsoppdrag akselererer, er cislunarrommet i ferd med å oppleve en «dataeksplosjon». Denne nyetablerte to-high-laserkoblingen vil ikke bare gi en stabil og høyhastighets-ny metode for informasjonsoverføring for fremtidige oppdrag, og støtte sann-retur av høy-månevideo og enorme mengder vitenskapelig data, men vil også sterkt støtte Kina i å oppnå mer originale romvitenskapelige applikasjoner.
