星際鏈路（ISL,Inter-SatelliteLink），也叫星間鏈路，有人也稱它為交叉鏈路（Crosslink），是指用於衛星之間通信的鏈路。在星際鏈路中每顆衛星將成為空間網的一個節點，使通信信號能按照所需的最佳路徑進行傳輸，可以組織全球通信網。星際鏈路與一般的上/下行鏈路的不同點在於其鏈路的兩端都是衛星。星際鏈路可以是雷射鏈路，也可採用毫米波如Ka波段鏈路。根據兩端衛星所處軌道類型不同，星際鏈路可分為同種軌道類型之間的星際鏈路（如GSO-GSO,LEO-LEO），和不同軌道類型之間的星際鏈路(如GSO-LEO,GSO-MEO)。作為一條星際鏈路通常由四個子系統組成：接收機、發射機、捕獲和跟蹤子系統及天線子系統。
| 中文名稱 | 星際鏈路 |
| 英文名稱 | inter-satellite link |
| 定 義 | 衛星與衛星間的傳輸通道。 |
| 套用學科 | 通信科技（一級學科），衛星通信（二級學科） |
基本介紹
- 中文名：星際鏈路
- 外文名：ISL,Inter-Satellite Link
簡介,原理和作用,組成,兩種鏈路形式,建立意義,需要解決問題,
簡介
在衛星之間建立星際通信鏈路(可以是雷射鏈路，也可採用毫米波如Ka波段鏈路)，每顆衛星將成為空間網的一個節點，使通信信號能按照所需的最佳路徑進行傳輸，可以組織全球通信網。對於沒有星際鏈路的系統，當不同衛星覆蓋範圍內的用戶之間需要通信時，必須通過各衛星覆蓋區內相應的信關站和地面公用網，一個沒有星際鏈路的全球LEO系統需要在各地建立上百個信關站。
星際鏈路可以是LEO或MEO系統內的星際鏈路，也可以是GEO衛星與LEO衛星之系統內星際鏈路是指同一星座內軌道高度均相同的衛星之間的星際鏈路。每顆衛星與同一軌道面相鄰衛星的星際鏈路稱為軌道內星際鏈路，同時與相鄰軌道的相鄰衛星之間也有星際鏈路，稱為軌道間星際鏈路。
不同NGEO系統移動用戶通信鏈路如圖所示。
由於衛星之間的相對運動，加之雷射波束很窄，天線的瞄準和跟蹤問題十分關鍵。中軌傾斜軌道高度為8042km的6顆衛星時限區域星座，低軌系統方位角變化的擺幅大、速度快，對衛星天線的瞄準、跟蹤系統要求高。而中軌系統方位角的變化較小，且速度慢。
星間距離的變化，要求鏈路傳輸有相應的自動增益或功率控制，前者通常設定在接收端，後者位於傳送端。中軌系統的星間距離幾乎不變，而Iridium系統星間距離在4500km～9200km之間擺動。
LEO衛星離地面近，相對於地球站的運動速度快，因此地球站與衛星交換信息的通信時間短。對於高度為1000km的衛星，最長過境時間不到13min。為了延長地球站與LEO衛星之間的通信時間，可利用GEO衛星中繼，這就是通常所說的“跟蹤與數據中繼衛星”。為此，需要在LEO衛星與GEO衛星之間建立星際鏈路。
由於LEO衛星與GEO衛星之間仍然不能保持全天不間斷地通信，因此它們之間每天總的通信業務量是系統的一個重要參數，除了與衛星的EIRP、G/T值、信息傳輸速率、鏈路損耗等有關外，還與兩顆衛星可通信的時間有關。同時，通信速率可根據LEO衛星處於GEO衛星天線不同輻射強度的位置而自適應地調節。
原理和作用
組成
星際鏈路包括四個子系統：接收機、發射機、捕獲跟蹤子系統以及天線子系統。
1.接收機：完成對接收信號的放大、變頻、檢測、解調和解碼等，提供星間鏈路與衛星下行鏈路之間的接口。
2.發射機：負責從衛星的上行鏈路中選擇需要在星間鏈路上傳輸的信號，完成編碼、調製、變頻和放大。
3.捕獲跟蹤子系統：負責使星間鏈路兩端的天線互相對準（捕獲），並使指向誤差控制在一定的誤差範圍以內（跟蹤）
4.天線子系統：負責在星間鏈路收發電磁波信號。
兩種鏈路形式
星際鏈路是空間衛星之間的通信鏈路。由於星際鏈路不受大氣層的影響，一般選擇Ka頻段以上甚至光作為星際傳輸鏈路。在這些頻段不僅可用頻寬寬、天線增益高，而且大氣對這些頻段的吸收衰減比較大，減小了星際鏈路與地面系統之間的相互干擾。分配給星際鏈路的無線電頻率和光波波長如表所列。
無線電頻率鏈路
對於無線電頻率的星際鏈路，一般工程上可以做到天線指向誤差可以是波束寬度的l/10，這引起的天線指向誤差損耗在0．5dB量級。星際鏈路天線的噪聲溫度在不考慮太陽時是10K左右。在實際套用中，天線尺寸可以在1 m～2m的量級。若考慮60GHz的傳輸頻率，1dB的接收損耗，則接收品質因數G/J的量級是25dB/K～29dB/K，發射EIRP的量級是72dBw～78dBW。對於0．20的天線波束寬度(2m天線60GHz時的天線波束寬度是0．2度)，在每個衛星的接收天線朝向發射衛星方向的精度是0．1度時，可以捕獲用於跟蹤的信標信號。靜止衛星之間的星際鏈路，對指向不同衛星的波束之間也需要頻率復用。考慮到衛星之間的角度很小，用窄波束天線並減少旁瓣可以避免系統之間的干擾。還考慮到運載火箭和技術兼容性的限制，套用在衛星上的天線尺寸受到一定限制，所以星際鏈路採用高的頻率是合適的。
光星際鏈路
對於光星際鏈路，天線就是一個尺寸很小的透鏡，典型值是直徑0．3m。在這種方式，可以把它較容易地集成到載荷的其他天線上。光鏈路的波束很窄，典型值是5
rad。這個寬度比無線電波束低幾個數量級，好處是可以避免兩個系統之問的干擾。但缺點是由於光束寬度遠低於衛星姿態控制精度(典型值是0．1度)。需要複雜的指向設備，這是在工程實現上需要解決的技術難題。
光通信有3種基本的階段：
(1)捕獲。開始時必須有一個足夠寬的光波束以減少捕獲時間，這就需要雷射發生器的功率較高。波束在安裝接收機的位置區域掃描，當接收機接收到信號時，進入跟蹤階段並在該方向上發射接收信號。一旦收到接收端的返回信號，發射端也進入跟蹤階段，該階段的典型時間是10s。
(2)跟蹤。這時波束減小到正常寬度，雷射發射器變為連續工作狀態。在這個階段，提供完全的跟蹤，指向誤差控制設備必須允許平台運動和兩顆衛星之問的相對運動。另外，由於兩顆衛星之問的相對速度不為零，在接收視線和發射視線之間存在一個前向引導角。前向引導角大于波束寬度，且必須精確測定。
(3)通信。兩個星際鏈路終端之間進行信息交換。
無線電頻率鏈路和光鏈路的選擇取決於技術、資金、載荷重量多種凶素。但通常來說，對於低速率星際無線鏈路有優勢(低於1Mbit/s)，對於高容量鏈路(幾十Mbit/s以上)光鏈路的優勢更明顯。
建立意義
在衛星通信系統中，通過建立星間鏈路，使得整個衛星通信系統有如下意義：
1.擴大了系統的覆蓋範圍；
2.減少傳輸時延，滿足多媒體實時業務的QoS要求；
3.可以獨立組網，衛星網不依賴於地面網提供通信業務，作為地面網的備份；
4.可以在一定程度上解決地面蜂窩網的漫遊問題。
需要解決問題
星際鏈路的指向變化：
指向變化可能導致背景噪聲溫度的動態變化，且變化幅度可能較大，需要研究星際鏈路天線指向控制技術
天線指向捕獲困難，指向誤差會降低天線增益。
星際鏈路子網路信息交換的路由選擇。
星際雷射鏈路的PAT。
