首先,激光的載頻在數百THz量級,比載頻在幾GHz到幾十GHz範圍的傳統無線電通信高3~5個數量級。可以承載更多的信息,通信速率更高。其次,激光發散角小,束寬極窄,指向性好,在空間不易被捕獲。
在激光通信中,設備必須位於窄波束中才能接收到清晰的信號。因此,激光可用於兩點間的高度保密通信,多點保密通信可建立防截獲激光通信網絡,不易受外界幹擾,具有更好的安全性和可靠性。
同時,激光的波長比無線電小3~5個數量級。與無線電所需的器件相比,激光通信系統所需的收發光學天線、發射和接收組件等器件尺寸更小、重量更輕,可以滿足小型化、輕量化和低功耗的要求。雖然激光通信也有壹些局限性。
比如,與微波通信相比,激光通信的成本更高;激光在大氣中傳輸的過程中,會受到雪霧雨的極大衰減,影響通信質量;並且激光束極高的方向性也導致對設備的穩定性和精度有很高的要求。
但總的來說,未來激光通信將廣泛應用於軍事領域和高速數據傳輸,這已經成為壹種國際知識和趨勢。
此前,美國太空發展署署長德裏克·圖爾尼耶(Derek Tournier)曾表示,激光通信可以帶來“壹個高帶寬、低延遲、低信號幹擾概率的通信網絡,適用於任何平臺,無論是在水上、船上還是空中”。
事實上,美國和其他國家在很久以前就已經率先進行了衛星激光通信技術的研究。比如1968,美國美國國家航空航天局戈達德航天中心的研究人員從地面站向近地軌道衛星GEOS-I II發射激光束,進行激光傳輸實驗,分析大氣湍流對激光信號傳輸的影響。
1985年,美國利用高精度跟蹤瞄準技術,建立了穩定的激光通信鏈路。2013年,美國月球激光通信演示驗證項目成功實施,為其衛星激光通信的發展奠定了深厚的技術基礎。