美研發紅外激光通訊系統：無法竊聽安全性高（圖）

2012年11月01日 10:05  秋凌

　　

　　美軍正在研發名為「自由空間光學通訊」的紅外激光系統。這一系統將成為軍方通訊的未來

　  北京時間11月1日消息，據美國探索頻道報道，如何在不被人竊聽情況下傳輸信息一直是軍方面臨的挑戰，紅外激光通訊可以解決這個問題。目前，美國俄亥俄州萊特-帕特森空軍基地的空軍研究實驗室正與阿肯色州費耶特維爾的空間光子學(Space Photonics)公司合作，研發一種名為「自由空間光學通訊」的紅外激光系統。這種激光通訊攜帶的信息量超過Wi-Fi等其他無線信號並且安全性更高。

　　紅外激光通訊之所以具有較高的安全性要歸功於這種激光的特性。紅外激光束很窄，敵方無法竊聽，除非他們正處在傳輸線路上。這與無線電波形成鮮明對比，後者會在傳輸點附近產生「波瓣」，讓黑客竊聽成為一種可能。如果一個人設法進入激光束的傳輸線路，而後試圖進行「搭線竊聽」，激光束將中斷，這種中斷會立即提醒發送者可能有人在線路上試圖進行竊聽。由於激光系統以「瞄準線」方式工作，發送者可以確定是否有人試圖截取信息，而後重新進行發射。

　　空間光子學公司首席工程師特里-蒂德維爾表示：「它的安全性是與生俱來的。」最近，這家公司簽署一項協議，負責將他們研發的技術商業化，而後出售給國防部。除了具有較高的安全性外，激光通訊還可以將大量信息塞入很窄的光束。Wi-Fi每秒的信息傳輸量可達到數兆位，相比之下，紅外激光束攜帶的數據量可達到Wi-Fi的數千倍。

　　除了空間光子學公司外，其他一些公司也在為軍方研發激光通訊系統，其中包括ITT Exelis公司。ITT Exelis公司先進系統和革新部門負責人加里-塔蘭蒂諾表示，他們拿下一項價值700萬美元的合約，為海軍研發一種船對岸通訊系統。他說：「我們正在設計這種激光通訊系統，希望能夠在自動操作和天電干擾修正方面實現最優化。」截至2013年末，ITT Exelis的激光通訊系統有望浮出水面，如果只建造一座通訊站，通訊距離大約可達到12英里(約合19公里)。

　　空基激光通訊的概念於上世紀70年代首次提出，這項技術成本很高。光纖電纜大約在同一時期開始廣泛使用，這種電纜成本比普通電纜低，傳輸距離更遠。空基激光束的傳輸距離通常為幾公里，如果是在高空飛行的飛機之間，距離可達到120英里(約合193公里)。隨著成本更低的半導體激光器技術的不斷發展，成本開始下降。與此同時，智能手機、筆記本電腦和平板電腦等電子設備的興起也提高了對更大數據容量的需求。

　　在民用市場，很多公司藉助光纜提高手機信號塔的容量，以便讓電纜網路攜帶更多數據。在戰場上，鋪設光纜顯然不是一種符合實際的做法。與平民一樣，美國軍方發現他們也需要傳輸大量數據，因此重新將目光聚焦激光通訊。2000年代中期，阿富汗巴格拉姆空軍基地安裝了固定的小規模系統。

　　激光通訊擁有大量優勢，但也存在一系列問題，其中一個問題就是激光束的瞄準。早期的系統使用大型接收器，或者讓激光束彌散，在到達接收點時達到幾英尺寬。現在採取的方式是將接收器的光學裝置與萬向支架結合在一起。空間光子學公司通過改變鏡頭的方向，讓激光束始終擊中接收器——允許萬向支架讓接收器旋轉，基本上完成對準工作，光學裝置完成餘下工作。ITT Exelis公司採取的方式主要依賴於萬向支架。

　　2010年，AOptix公司為空軍驗證了一種採用適應性光學儀器的系統，這種方式借鑒瞭望遠鏡的設計，用以確保激光束傳輸和接收質量。1.5微米波長的激光束能夠高效傳輸，但潮濕的空氣和濃霧會降低信號的傳輸範圍。AOptix公司將他們的系統與無線電頻率發射機結合在一起，作為備用系統。沒有一項技術是完美的，隨著追蹤系統和信號處理系統的性能不斷提高，激光通訊技術也將不斷發展。塔蘭蒂諾說：「新一代的技術正不斷走向成熟。」(秋凌)