Facebook的首批被設(shè)計(jì)用來與軌道上的衛(wèi)星連接的激光通信系統(tǒng)

加利福尼亞州積雪覆蓋的威爾遜山山頂是多個(gè)著名觀測(cè)裝置的所在地。1949年之前，其100英寸（2.5米）胡克望遠(yuǎn)鏡是世界上最大的孔徑望遠(yuǎn)鏡。2004年，其CHARA陣列成為世界上最大的光學(xué)干涉儀。

現(xiàn)在，那里正在建造兩座新的觀測(cè)裝置，雖然它們關(guān)注的并不是星星，但它們可能同樣具有歷史意義。它們可以容納Facebook的首批被設(shè)計(jì)用來與軌道上的衛(wèi)星連接的激光通信系統(tǒng)。

洛杉磯縣頒發(fā)的建筑許可證顯示，一家名為PointView Tech的小公司正在山頂上建造這兩座各自獨(dú)立的觀測(cè)裝置。

PointView是IEEE Spectrum去年披露的一家公司，它是Facebook的此前并不為人知的一個(gè)子公司，那時(shí)正在開發(fā)一顆名為Athena的實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星。4月份，PointView向美國聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）尋求許可，以測(cè)試E波段無線電信號(hào)是否可以“用于在尚沒有服務(wù)和服務(wù)不足的地區(qū)提供固定和移動(dòng)寬帶接入”。

在目前的美國聯(lián)邦政府停擺生效之前，其申請(qǐng)還在FCC等待批準(zhǔn)，但該申請(qǐng)和其他公開文件及演講都強(qiáng)烈表明，PointView正計(jì)劃可能在Athena號(hào)和未來的航天器上都使用激光技術(shù)。

Facebook長期以來一直對(duì)自由空間光學(xué)或激光通信技術(shù)感興趣。在給定的輸入功率下，激光器能夠支持比無線電發(fā)射器高得多的數(shù)據(jù)傳輸速率，而且它們的信號(hào)在很大程度上不受干擾或黑客攻擊，盡管有云時(shí)可能存在問題。

雖然Facebook為其平流層無人機(jī)Aquila開發(fā)了毫米波E波段鏈路，但在去年6月取消此無人機(jī)項(xiàng)目之前，該公司也在試驗(yàn)空對(duì)地激光通信。使用德國公司Mynaric提供的技術(shù)進(jìn)行的激光測(cè)試成功地在一個(gè)地面站和一架空中飛過的輕型飛機(jī)之間建立了10gb/s的鏈路。

Mynaric發(fā)言人Paul Cornwall對(duì)IEEE Spectrum表示：“我們證明了一個(gè)鏈路可以在瞬間重新建立起來，而沒有任何明顯的缺點(diǎn)。這對(duì)于想要建立（高空或衛(wèi)星）星群的人來說非常關(guān)鍵。”然而，該公司既不證實(shí)也不否認(rèn)仍在與Facebook合作。

圖片來源：PointView Tech公司 /洛杉磯縣公共工程部

規(guī)劃文件顯示，PointView的威爾遜山觀測(cè)裝置建設(shè)工作于7月開始，并于12月中旬通過了檢查。如果這些觀測(cè)裝置是激光衛(wèi)星裝置的一部分，它們可能會(huì)使用一個(gè)在概念上與Mynaric公司的類似的光學(xué)地面站。它將自己的激光束發(fā)射到空中，以便無人機(jī)（或潛在的衛(wèi)星）鎖定目標(biāo)。

Facebook本身并沒有立即回應(yīng)對(duì)這個(gè)故事的置評(píng)請(qǐng)求，管理威爾遜山天文臺(tái)的Mount Wilson Institute只說，“PointView Tech公司的安裝工作尚未完成?！?/p>

然而，F(xiàn)acebook研究人員撰寫的科學(xué)論文表明該公司正在向軌道激光器投入資源。在2017年和2018年發(fā)表的一系列論文中，工程師Raichelle Aniceto和Slaven Moro對(duì)包括光學(xué)調(diào)制解調(diào)器在內(nèi)的多種組件施以了與在軌道上經(jīng)歷的輻射類似的輻射。

他們寫道：“針對(duì)潛在的空間任務(wù)應(yīng)用，對(duì)研究結(jié)果進(jìn)行了評(píng)估。我們希望這些結(jié)果對(duì)衛(wèi)星和航天工業(yè)有用，并向前推進(jìn)Facebook的互聯(lián)任務(wù)?！?/p>

這兩位工程師都在位于洛杉磯郊區(qū)的Facebook互聯(lián)實(shí)驗(yàn)室（Connectivity Lab）工作，該實(shí)驗(yàn)室與PointView位于相同的地點(diǎn)。Moro的LinkedIn頁面上顯示，他正在進(jìn)行衛(wèi)星通信系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，以及研發(fā)光學(xué)和毫米波通信產(chǎn)品。Aniceto的頁面上顯示她正在測(cè)試用于光通信調(diào)制解調(diào)器系統(tǒng)的開發(fā)的硬件。

去年10月，Aniceto在佛羅里達(dá)州博卡拉頓的一次TedX演講中，對(duì)服務(wù)于發(fā)展中國家的激光衛(wèi)星改變游戲規(guī)則的潛力滿懷熱忱。她說：“通過為這些人提供受教育和拓展業(yè)務(wù)的機(jī)會(huì)，互聯(lián)網(wǎng)的接入可以增強(qiáng)他們的能力。激光通信是一種用于連接未連接的人（尤其是那些難以到達(dá)的地方的人們）的可行技術(shù)。”

Aniceto描述了在地球靜止軌道上的互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星如何使用人眼安全的近紅外激光器獲得比類似的射頻衛(wèi)星高得多的數(shù)據(jù)速率，即使在減小其體積、重量和功率的情況下也是如此。

她還表示，行業(yè)新來者對(duì)激光衛(wèi)星特別感興趣，因?yàn)椤霸撔袠I(yè)的許多主要參與者已經(jīng)擁有最理想的（無線電）頻率”，而“激光通信頻率目前尚未受到監(jiān)管”。

或許是個(gè)巧合，PointView在其Athena衛(wèi)星的申請(qǐng)中包含了經(jīng)過修訂的機(jī)密章節(jié)，PointView聲稱，這些章節(jié)“具體涉及未受出口管制條例管控下的（FCC）…和…信息規(guī)定的技術(shù)的使用和實(shí)施”。激光跟蹤系統(tǒng)同時(shí)滿足這兩個(gè)要求。

Aniceto所描述的地球同步設(shè)置與Facebook使用Mynaric提供的技術(shù)測(cè)試的激光系統(tǒng)有很大不同。從好的方面來說，使用地球靜止衛(wèi)星意味著地面觀測(cè)站不需要跟蹤快速移動(dòng)的物體，如無人機(jī)或近地軌道衛(wèi)星。然而，即使是高度聚焦的激光信號(hào)也會(huì)在從地球同步軌道前往地球的長達(dá)3.6萬公里的漫長旅程中分散開并變?nèi)酢?/p>

Aniceto說：“來自光束的光......實(shí)際上會(huì)傳播到一個(gè)城市的一小部分區(qū)域。而且，如果衛(wèi)星和激光通信系統(tǒng)將這束光的指向偏離哪怕一度，它就會(huì)完全錯(cuò)過地球?！?/p>

盡管Aniceto所描述的系統(tǒng)可能與Facebook正在開發(fā)的那個(gè)系統(tǒng)不同，但她在結(jié)束發(fā)言時(shí)說：“我在繼續(xù)開發(fā)新技術(shù)，或在尋找利用現(xiàn)有技術(shù)的替代方法，以便更大程度地連接尚未連接的人。加入我們吧！”

斯坦福大學(xué)航空航天學(xué)助理教授Zac Manchester告訴IEEE Spectrum，他不了解Facebook的任何衛(wèi)星，但他知道該公司一直在研究激光通信?！拔铱催^他們?cè)谠擃I(lǐng)域的一些工作，很酷?！?/p>

PointView在其文件中表示，預(yù)計(jì)將于2019年初發(fā)射Athena。