Teknologi Satelit Changguang, sebuah perusahaan milik negara yang berbasis di provinsi Jilin di Cina, mengumumkan pencapaian tonggak utama dalam teknologi ruang angkasa dengan berhasil menyebarkan komunikasi berkecepatan tinggi berbasis laser pada satelit komersial. Terobosan ini telah meningkatkan kecepatan transfer data antar-darat sepuluh kali lipat, mencapai 10 gigabyte per detik (Gbps) yang mengesankan.
Kemajuan ini dimungkinkan melalui laser yang bertindak sebagai pembawa data, menawarkan spektrum yang jauh lebih luas daripada teknologi gelombang mikro tradisional. Penyebaran teknologi mutakhir ini diharapkan dapat merevolusi komunikasi darat dengan satelit.
Hasil Terobosan dan Keunggulan Laser
Tes yang berhasil melibatkan para peneliti dari Aerospace Information Research Institute (AIR), sebuah cabang dari Akademi Ilmu Pengetahuan China, yang mengatur hubungan satelit-ke-darat menggunakan laser.
Tim berbasis darat menerima sinyal laser yang dipancarkan dari satelit Jilin-1 MF02A04, bagian dari jaringan satelit pencitraan terbesar di dunia, konstelasi Jilin-1. Konstelasi ini memainkan peran penting dalam berbagai sektor, termasuk survei sumber daya lahan, perencanaan kota, dan pemantauan bencana.
Li Yalin, pemimpin sistem darat di AIR, menjelaskan keuntungan komunikasi laser menggunakan analogi yang menarik: “Menggunakan gelombang mikro biasa pada 375 MHz seperti mengemudi di jalur tunggal, dan [teknologi] gelombang mikro 1,5 GHz yang lebih tinggi muncul akan menjadi jalan empat lajur. Laser, sementara itu, dapat menampung ratusan bahkan ribuan lajur,” katanya kepada South China Morning Post.
Peningkatan besar dalam bandwidth ini memungkinkan transmisi film definisi tinggi hanya dalam satu detik, 10 hingga 1.000 kali lebih cepat daripada metode komunikasi gelombang mikro saat ini.
Di antara kumpulan gambar pertama yang dikirim oleh pemancar Jilin-1 ke Bumi termasuk gambar ibu kota Qatar, Doha.
Implikasi untuk Masa Depan dan China’s Edge
Tes yang dijalankan menggunakan teknologi komunikasi berkecepatan tinggi berbasis laser membuka banyak kemungkinan. Selain kecepatan transmisi data yang lebih cepat, laser memberikan keamanan tambahan karena kemampuan interferensi anti-elektromagnetiknya yang kuat.
NASA bekerja sama dengan para peneliti dari Massachusetts Institute of Technology (MIT) tahun lalu untuk menciptakan sistem TeraByte InfraRed Delivery (TBIRD). Upaya mereka menghasilkan kecepatan downlink 100 Gbps pada Juni lalu—sebuah prestasi yang berlipat ganda tahun ini.
“Komunikasi laser adalah mata rantai yang hilang yang akan memungkinkan penemuan sains di masa depan,” kata Beth Kreer, manajer proyek TBIRD, menjelaskan pentingnya komunikasi optik.
Sementara NASA juga telah membuat kemajuan dalam komunikasi laser, pencapaian mereka dicapai pada satelit demonstrasi, biasanya lebih kuat daripada penggunaan komersial.
Rancangan satelit komersial China dan umur yang lebih panjang memberikan keunggulan dalam hal aplikasi praktis. Keberhasilan eksperimen komunikasi laser antariksa ke darat mereka baru-baru ini telah menyiapkan panggung untuk aplikasi skala besar selanjutnya dari muatan komunikasi laser satelit ke darat 40 Gbps.
Konstelasi Jilin-1 diposisikan untuk menjadi lebih dominan dalam teknologi komunikasi satelit dengan rencana untuk memperluas konstelasi menjadi 138 satelit tahun ini dan menyelesaikan konstruksi tahap kedua pada tahun 2025 ketika akan memiliki jaringan 300 satelit.
Cakupan yang luas ini, dikombinasikan dengan kemampuan sistem penginderaan jauh yang kuat, akan menghasilkan sejumlah besar data setiap hari, memenuhi permintaan transmisi data yang terus meningkat dari satelit ke darat dan antar satelit.
“Dengan komunikasi optik [semacam itu], dimungkinkan untuk mentransmisikan film definisi tinggi dalam satu detik, yang 10 hingga 1.000 kali lebih cepat daripada metode komunikasi gelombang mikro saat ini.”
Kumpulan data pertama yang dikirim kembali ke Bumi oleh pemancar Jilin-1 menyertakan gambar Doha, ibu kota Qatar.
“Ini adalah uji komunikasi optik satelit-ke-darat berkecepatan sangat tinggi [10 Gbps] pertama untuk aplikasi bisnis di Tiongkok, dan komunikasi tunggal berlangsung selama lebih dari 100 detik,” kepala desainer Chen Shanbo di Chang Guang Satellite Technology, kata perusahaan komersial yang meluncurkan satelit Jilin-1 MF02A04.
Energi laser yang sangat terkonsentrasi juga berarti ukuran, berat, dan konsumsi daya pemancar laser yang dibawa satelit jauh lebih sedikit daripada yang ditenagai oleh gelombang mikro.
Laser juga memiliki kemampuan interferensi anti-elektromagnetik yang kuat, yang secara signifikan dapat meningkatkan keamanan komunikasi darat-ke-satelit.
Khususnya, NASA telah mempercepat penelitian serupa, dan bekerja sama dengan para peneliti Massachusetts Institute of Technology (MIT) untuk mencapai kecepatan downlink 100 Gbps Juni lalu.
Prestasi tersebut dicapai oleh sistem TeraByte InfraRed Delivery (TBIRD) yang dikembangkan MIT, yang dibawa ke orbit oleh satelit Pathfinder Technology Demonstrator 3 (PTD-3) Nasa. Sistem ini dinamai terabyte, unit data digital yang setara dengan 1.000 gigabyte atau sekitar 500 jam video definisi tinggi.
PTD-3 kira-kira seukuran dua kotak sereal yang ditumpuk, dan muatan TBIRD yang dibawanya tidak lebih besar dari rata-rata kotak tisu, menurut NASA.
Tahun ini, tautan laser AS menggandakan kecepatan data itu, mencapai kecepatan transmisi yang memecahkan rekor 200 Gbps.
