2022年9月5日
日本電気株式会社

NECは、宇宙空間で使用する光通信システムとして世界最高水準の通信速度である10Gbpsで動作する光通信機向けの技術開発を行い、その成果を反映したプロトタイプの製造を行いました。開発品は2023年度打ち上げ予定の技術試験衛星9号機(ETS-9)に搭載され、宇宙環境での動作確認が行われる予定です。軌道上での動作確認の結果を参照した長期信頼性の一層の改善とともに、小型化・低コスト化を並行して進め、製品化につなげます。
本研究開発は、国立研究開発法人情報通信研究機構(NICT(エヌアイシーティー))の高度通信・放送研究開発委託研究「衛星搭載光通信用デバイスの国産化及び信頼性確保に関する研究開発(採択番号18601)」において実施されました。

背景

近年、観測衛星のセンサの高解像度化に伴い、軌道上で取得できるデータ量が増加しています。このような状況の中、宇宙と地球との間のリアルタイム通信の速度向上手段として宇宙光通信技術に期待が集まっています。宇宙光通信の実用化はこれまで欧州が先行し、2017年に欧州データ中継システム(EDRS)の中で1.06μm帯の信号光波長を用いた通信速度2Gbpsの静止衛星-低軌道衛星間通信の利用が始まりました。日本においては2020年に宇宙航空研究開発機構(JAXA)が光衛星間通信システム「LUCAS」(注1)を打ち上げています。将来の高速化を視野に、地上用の高速な光通信システムで普及している 1.55μm 帯を使用し、静止軌道衛星-低軌道衛星間の2Gbps光通信を実現します。
光通信の宇宙システム利用についてはデータ中継システムに加え、静止軌道衛星ベースの汎用衛星通信放送システムの高速化(HTS (High Throughput Satellite)化)や、低周回軌道衛星ベースの衛星コンステレーション(注2)におけるネットワーク構築手段として注目を集めています。今回の技術開発は、HTSにおける衛星-地上間フィーダーリンクへの適用を念頭に置いたものであり、高速化に加えマルチーユーザRFリンクとの親和性を念頭に置いて進められています。

新開発の光通信機の特長

1. 長距離システム適用のための高速・高性能

今回開発した10Gbps光通信機では「LUCAS」向け同様に1.55μm帯を使用しました。静止軌道衛星-地上間、静止軌道衛星-低軌道衛星間に相当する約40,000kmの長距離システムへの適用に向け、最適な誤り訂正符号化技術を採用するなど、受信感度改善のための各種施策を適用し、回線成立条件の緩和に繋げました。

2. 地上システム向け部品での信頼性確保

長期間運用が前提の静止軌道衛星は、搭載する各種装置に高い信頼性を必要とします。10Gbpsという超高速動作領域では開発段階において宇宙環境での動作保証がされた部品が少ないため、地上システム向け光部品及び高周波部品の宇宙システムでの適用を目的とした新たな選別手法、実装手法を開発しました。

3. 衛星ネットワーク展開、地上通信システム接続への対応

HTSにおけるマルチーユーザRFリンクとの親和性およびその先のネットワーク化、また地上通信システムとのシームレスな接続に向け、地上システムで標準的に使用されるイーサネットをインターフェースとして採用しました。

NECは今後も宇宙における光通信システムの普及に貢献していきます。

以上

本件に関するお客様からのお問い合わせ先

NEC　宇宙・防衛営業本部　矢代、川内
E-Mail：info@space.jp.nec.com