去年，美国国防高级研究计划局（DARPA）启动了一个新项目，开发天基自适应通信节点（Space BACN）。Space BACN（发音为“Space bacon”）的目标是创建适应性强的光通信系统，为未来的近地轨道网络提供便利。

在该项目的第一阶段开始时，DARPA选择英特尔设计一种可重新配置的光学调制解调器，以连接现有和未来的卫星星座。太空BACN项目旨在建立现有和未来系统之间的通信，这是迈向低轨卫星“互联网”的第一步。

 

Space-BACN

Space BACN不需要网格中的节点使用相同的通信协议，这使得Space BACN对传统系统有利。图片由英特尔提供

 

在本文中，我们将更详细地研究Space BACN项目，并讨论英特尔的预期贡献如何与其他成员的贡献相结合。

 

将星座与太空BACN联系起来

太空BACN项目经理Greg Kuperman博士着眼于LEO中数万颗卫星的可能性，正在领导在现有星座通信协议之间提供链路的工作。目前，卫星被设计为只与给定星座的其他成员接口。这为商业卫星和军事/政府卫星之间的互利合作创造了一个重大的错失机会。

太空BACN项目分为三个技术领域（TA）。TA1的任务是设计光学孔径，由CACI股份有限公司、MBRYONICS和Mynaric组成。TA2负责设计一种支持当前通信协议的光调制解调器。此外，调制解调器应该是可重新配置的，以包括新的通信标准。TA2由II-VI航空航天公司、亚利桑那州立大学和英特尔公司组成。TA3由SpaceX、Telesat、SpaceLink、Viasat和Kuiper Government Solutions组成，负责确定星座间通信所需的关键要素并制定通信方案。

 

The Space-BACN system

空间BACN系统充当星座之间的链路，通过该链路可以交换数据。屏幕截图由DARPA提供

 

太空BACN项目目前计划分两个阶段进行。第一阶段将持续14个月，之后将进行初步设计审查，并严格定义TA1和2之间的接口。根据第一阶段的结果，为期18个月的第二阶段将由TA1和TA2实现工程设计单位的选定成员组成。同时，TA3的成员将继续修改通信模式，以确保在不太理想的情况下运行。

 

英特尔在太空BACN生态系统中的作用

为了在光调制解调器开发方面取得良好的开端，英特尔正在组建一支由FPGA产品组、封装技术专家和内部研究人员组成的专家团队。英特尔提出的解决方案依赖于Agilex FPGA来提供三个新的小芯片，这些小芯片将集成到一个封装中。该子项目将实现Space BACN的“100立方”目标：支持100 Gbps，所需功率小于100 W，最终设计成本低于10万美元。

 

Intel Agilex FPGA block diagram

用于开发Space BACN TA2小芯片的Intel Agilex FPGA框图。116 Gbps收发器将在实现100立方目标方面发挥关键作用。图片由英特尔提供

 

第一个小芯片处理数字信号处理和前向纠错（DSP/FEC）。DSP/FEC小芯片使用Intel 3节点实现高性能数字信号处理，同时使用最小功率。对于数据转换器或跨阻抗放大器（TIA）等模拟电路，英特尔将使用英特尔16节点开发第二个小芯片。最后，英特尔将基于Tower Semiconductor的光子学技术设计PIC小芯片，以适应光子电路。

所有三个小芯片都将使用英特尔的多芯片互连桥和多芯片封装技术集成到一个封装中。

 

扩大信息获取范围

如果未来32个月的发展产生了预期的结果，Space BACN可能会提供一种低成本的方法，将以前不相关的卫星网络连接在一起。此外，DARPA的项目最终可以为未来的卫星提供一个可重新配置的光通信框架，为未来的星座增加另一层多功能性。

通过卫星网络进行通信的能力将提高军队获取信息的能力，并使市政、国内或私人组织之间的通信标准化。通过打破星座之间的障碍，增加共享信息的获取，太空BACN将是朝着超越地球范围的有凝聚力的互联网迈出的第一步。