Лазерная связь позволит на высокой скорости обмениваться информацией не только между аппаратами на орбите, но и с наземными станциями. SpaceLink планирует провести демонстрацию ретрансляции данных в 2024 году после тестирования на орбите своих спутников связи.
Лазер вместо радиоволн: космическая связь в ИК-диапазоне ускорила передачу данных
Эксперимент «ЭКОЛИНС» запланирован на 2023 год, по нему уже завершена стадия технического проектирования, сообщают «РИА Новости». Потому лазерная связь — это связь скрытная, что крайне выгодно отличает ее от привычных технологий передачи данных. Положение Psyche 8 апреля, когда лазерный приемопередатчик DSOC передал данные со скоростью 25 Мбит/с на расстояние 225,3 млн. километров на Землю. Сеанс связи с зондом состоялся, когда тот был на удалении 226 млн км от Земли, что в полтора раза больше, чем расстояние между Солнцем и Землёй. “Широкополосная лазерная связь для околоземной орбиты и спутников на Лунной орбите доказана, но дальний космос создает новые проблемы”.
Что за эксперимент с космической лазерной связью задумали в России?
В настоящее время LCRD демонстрирует преимущества лазерной ретрансляции на геосинхронной орбите 22000 мили от Земли для дальнейшего совершенствования лазерных возможностей НАСА путем передачи данных и проведения экспериментов между двумя наземными станциями. Эта демонстрация покажет, как лазерная связь может принести пользу миссиям ОСЗ. Как только это будет завершено, команда направится к первому источнику света полезной нагрузки — важной вехе миссии, которая передаст первый лазерный свет на LCRD через его оптический телескоп. Как только появится первый свет, начнутся эксперименты по передаче данных и лазерной связи, которые будут продолжаться на протяжении всей запланированной миссии. Тестирование лазеров в различных сценариях В будущем оперативная лазерная связь дополнит радиочастотные системы, которые до сих пор используются многими космическими миссиями для передачи данных обратно на Землю.
Это один из старейших инструментов знаменитой Паломарской обсерватории Калифорнийского технологического института. В Лаборатории реактивного движения NASA установили, что он пришёл с расстояния порядка 16 миллионов километров от Земли это примерно в сорок раз дальше Луны и ему потребовалось на это чуть больше 50 секунд. Отправлен он космическим аппаратом, который направляется сейчас в главный пояс астероидов между Марсом и Юпитером, чтобы исследовать прелюбопытную двухсоткилометровую глыбу, которую астрономы назвали Психеей.
Современная наука с помощью радаров установила, что глыба эта в основном железоникелевая. Это довольно-таки плотная, тяжёлая порода. И есть подозрения, что это не что иное, как обломок ядра когда-то погибшей планеты.
Испытания проводились 8 апреля, сеанс связи продлился около 10 минут. С точки зрения эффективности лазерная связь позволяет добиться роста скорости передачи данных в 10—100 раз, если сравнивать с применяемой сейчас. Недавно система поставила рекорд скорости передачи данных: 11 декабря 2023 года в рамках эксперимента был отправлен 15-секундный отрезок видео в UHD-разрешении.
В настоящее время для беспроводного обмена информацией широко применяются радиорелейные линии и радиомодемы. Предельный радиус действия беспроводных радиоканалов — 80 км без использования ретрансляторов. В корпоративных сетях более популярны радиомодемы. Различают радиомодемы, работающие в узком narrow band и широком spread spectrum спектре частот. Однако при использовании радиомодемов и радиорелейных линий возникает проблема, связанная с искажением или даже потерей сигнала из-за засоренности радиоэфира. К тому же само радиооборудование является источником помех. Для повышения качества связи производители вынуждены идти на различные ухищрения, но, несмотря на это, проблемы остаются. Нельзя забывать и о трудностях, связанных с получением лицензии на использование радиоканала. Сейчас интенсивно развивается другая технология беспроводной связи — лазерная. По нашему мнению, она имеет бесспорное преимущество перед радиосвязью при организации беспроводных мостов "точка—точка" на расстоянии до 1,2 км. Цены на оборудование лазерной связи имеют тот же порядок а зачастую и ниже , что и цены на радиооборудование. Выбор того или иного типа оборудования если он вообще возможен зависит от многих факторов. Какими же из них мы чаще всего руководствуемся? Полагаем, что основными являются стоимость оборудования и время, затрачиваемое на его установку при этом, конечно, необходимо, чтобы выбранное оборудование обеспечивало потребности на текущий момент и, возможно, в будущем , что особенно важно при наблюдаемой сегодня динамике роста корпоративных сетей и количества абонентов телефонных сетей. Информацию о стоимости и времени установки рассмотренной выше аппаратуры мы поместили в табл. Лучший вариант для проводной связи особенно при наличии уже проложенного медного кабеля — применение оборудования HDSL. При этом вы получаете выигрыш и в цене и во времени, а также автоматически избавляетесь от необходимости прокладки дополнительных коммуникаций. Аппаратура HDSL обладает высокими адаптивными свойствами и неприхотлива к параметрам медного провода, однако качество передачи может зависеть от его состояния и изменяться на несколько порядков. Если же для организации ближней связи вы решите воспользоваться беспроводным оборудованием, то преимущество здесь будет на стороне лазерной связи, причем как для обеспечения нужд телефонии, так и для обеспечения нужд вычислительных сетей. Оборудование для лазерной связи стоит меньше радиооборудования см. Особое преимущество лазерная связь имеет в том случае, когда, кроме данных ЛВС, требуется передача телефонного потока ИКМ30. Применение системы лазерной связи позволяет избежать включения в канал мультиплексоров и, следовательно, сберечь значительные средства. Лазерное оборудование: принцип действия и представители Полный комплект оборудования для лазерной связи представляет собой две пары передатчик—приемник. Передатчик, обычный полупроводниковый лазер, преобразует электрические сигналы в модулированное оптическое излучение мощность не более 40 мВт в инфракрасном диапазоне 0,82 мкм. Распространяясь в атмосфере максимальная дальность связи 1,2 км , лазерный луч достигает приемника, представляющего собой фотодиод чувствительность в среднем около 1 мкВт. Приемник производит обратное преобразование, и на выходе получается исходный электрический сигнал. Где же могут быть использованы лазерные системы связи? Диапазон их применения широк: для организации выноса абонентской емкости и соединения "последней мили"; в качестве соединительной линии между двух УАТС; для соединения мультиплексоров, объединения сегментов ЛВС и подключения ЛВС к магистральной сети.
NASA испытало систему лазерной связи на орбите
| Лазерной связью в России будет заниматься «Роскосмос» | Transcelestial создала запатентованную технологию беспроводной лазерной связи (иначе называемую беспроводной волоконной оптикой), которая сочетает в себе скорость оптоволокна. |
| NASA испытало систему лазерной связи на орбите | TBIRD продемонстрирует возможности лазерной связи с высокой скоростью передачи данных от CubeSat на низкой околоземной орбите. |
NASA установило новый рекорд лазерной связи в космосе - 226 млн км
Новые лазерные системы связи могут обеспечить быструю передачу огромных объемов данных с Луны. Новые лазерные системы связи могут обеспечить быструю передачу огромных объемов данных с Луны. Технология лазерной связи в этой демонстрации предназначена для передачи данных из глубокого космоса со скоростью в 10-100 раз быстрее.
Лазерная связь заработает в России
TBIRD продемонстрирует возможности лазерной связи с высокой скоростью передачи данных от CubeSat на низкой околоземной орбите. Особое преимущество лазерная связь имеет в том случае, когда, кроме данных ЛВС, требуется передача телефонного потока ИКМ30. Выставка «Связь» проходит с 23 по 26 апреля в Центральном выставочном комплексе «Экспоцентр» в Москве. При этом инфракрасный свет, который может использовать лазерная связь, имеет гораздо более высокую частоту, чем радиоволны. Система лазерной космической связи может быть в 10–100 раз эффективнее существующей радиочастотной технологии. Напомню первая статья об лазерной связи в космосе написана год назад Прочитав комменты от предыдущей записи про слова Илона Маска о будущем суперскоростном канале Лондон Сидней.
Учёные протестировали лазерную связь на расстоянии 226 000 000 км (2 фото + видео)
Предположим, необходимо наладить связь между двумя зданиями: центральным офисом и филиалом. Например, компания хочет связать УАТС центрального офиса, подключенную к телефонной сети общего пользования, с УАТС, устанавливаемой в филиале, или организовать вынос абонентской емкости. Возможно, необходимо объединить сегменты ЛВС, расположенные в разных корпусах зданий. Обе эти задачи могут быть поставлены одновременно. В любом случае возникает проблема выбора каналообразующего оборудования. Выбор этот достаточно широк.
Мы же рассмотрим следующие возможные способы построения канала связи: два беспроводных — радиосвязь и лазерная связь — и два проводных — на основе медного и волоконно-оптического кабеля с установкой соответствующей аппаратуры сопряжения рис. Допустим, вы решили использовать волоконно-оптические линии связи ВОЛС. Они обеспечивают высокие качество частота появления ошибочных битов BER меньше 10-10 и скорость ограничена только скоростью используемого интерфейса передачи, но, к сожалению, еще достаточно дороги. Так, стоимость прокладки километра волоконно-оптического кабеля в черте города может составить в среднем 6—10 тыс. Волоконно-оптический кабель позволит увеличить пропускную способность сети и сделать ее максимально "прозрачной" для различных протоколов.
Однако высокая стоимость его прокладки ограничивает использование ВОЛС. Компании, которые не могут себе позволить построение ВОЛС, в качестве канала связи используют обычный медный кабель витые пары. Однако при значительном удалении пользователей друг от друга свыше 1,5—2,2 км необходимы ретрансляторы. Чем их больше, тем дороже канал связи. Качество и скорость передачи трактов ИКМ30 оставляют желать лучшего.
Частота появления ошибочных битов имеет порядок 10-7 хотя, по-нашему мнению, и эта цифра сильно занижена , т. Следует отметить, что сегодня существует целый ряд технологий, обеспечивающих высокоскоростную передачу трафика по линиям связи на основе медного кабеля. Аппаратура HDSL может быть использована для уплотнения абонентских и соединительных линий, при этом не надо подбирать параметры провода и можно воспользоваться витыми парами уже проложенного кабеля в зависимости от типа аппаратуры требуется от двух до четырех пар. Технология HDSL предусматривает новый способ кодировки, позволяющий исключить взаимное влияние потоков информации, идущих в прямом и обратном направлениях, а также наводки на аналоговые сигналы в соседних парах. Проводимые в России эксплуатационные испытания оборудования HDSL показали значительное увеличение дальности передачи потоков Е1 зависит от диаметра жилы кабеля по сравнению с дальностью, обеспечиваемой аппаратурой ИКМ30.
Однако такие испытания проводились при фиксированном коэффициенте BER, равном 10-6. Можно предположить, что для BER порядка 10-10 дальность передачи окажется меньше. К тому же реальное состояние российских кабельных линий качество используемого кабеля, большое число стыков и т. Поэтому заказчик должен сам соотносить необходимые ему качество и дальность связи. Как видим, HDSL — перспективная технология, но ветхость наших телефонных линий не позволяет в полной мере использовать все ее достоинства.
В настоящее время для беспроводного обмена информацией широко применяются радиорелейные линии и радиомодемы. Предельный радиус действия беспроводных радиоканалов — 80 км без использования ретрансляторов.
Он сделал это с удивительного расстояния в 226 млн км, что в два раза меньше расстояния между Землей и Солнцем около 150 млн км , и со скоростью, значительно превышающей поставленную проектом цель. Эксперимент проходит все более успешно После запуска "Психеи" DSOC первоначально использовалась для передачи данных, предварительно загруженных в лазерный приемопередатчик. С тех пор проект продемонстрировал, что приемопередатчик может принимать данные с мощного восходящего лазера на объекте JPL Table Mountain вблизи Райтвуда, Калифорния. Данные также могут быть отправлены на приемопередатчик, а затем повторно соединены с Землей в ту же ночь. Лазерная технология связи в этом демонстрационном проекте НАСА предназначена для передачи данных со скоростью в 10-100 раз быстрее, чем современные радиочастотные системы, используемые сегодня в космических миссиях.
Чем дальше аппарат Psyche будет удаляться на пути к своей цели, тем слабее будет сигнал фотонов лазера. Кроме того, фотонам потребуется больше времени для достижения пункта назначения, создавая задержку более 20 минут. К тому времени, как данные достигнут Земли, наземному контролю придётся корректировать новое положение космического аппарата. Тест был первым, который полностью включал наземные станции и передающее устройство, требуя от команд DSOC и Psyche работать вместе. Это было сложное испытание, и нам предстоит ещё много работы, но на короткое время нам удалось передать, принять и декодировать некоторые данные.
Эти данные необходимы для прогнозирования «космической погоды». С её помощью проведутся первые в России тесты лазерной связи между спутником и наземной станцией, что является важным шагом в развитии квантово-защищённой спутниковой связи. Это достижение открывает новые возможности для научных исследований и развития технологий связи в космосе.
Установлен мировой рекорд дальности передачи лазерного сигнала
Сеанс связи с зондом состоялся, когда тот был на удалении 226 млн км. Эксперимент НАСА "Оптическая связь в глубоком космосе" (DSOC) призван проложить путь к использованию лазерной связи для передачи данных из глубокого космоса. Лазерную связь успешно протестировали на расстоянии в 226 миллионов километров. С точки зрения эффективности лазерная связь позволяет добиться роста скорости передачи данных в 10—100 раз, если сравнивать с применяемой сейчас. Опыт по созданию терминалов лазерной связи АО «НПК «СПП» и результаты космического эксперимента «Система лазерной связи» (КЭ СЛС) могут быть использованы для дальнейших.
Британцы испытали лазерную связь для беспилотников
Группа исследователей из НАСА, Массачусетского технологического института и других учреждений установила рекорд по передаче данных на земную станцию при помощи лазерной связи. Это было в 100 раз быстрее, чем самая высокая скорость Интернета в большинстве городов, и более чем в 1000 раз быстрее, чем связь через радиоканалы, традиционно используемые для получения данных со спутников. Самые быстрые сети передачи данных на Земле обычно полагаются на лазерную связь по оптоволокну. Однако высокоскоростного лазерного интернета для спутников пока не существует.
Вместо этого космические агентства и операторы коммерческих спутников чаще всего используют радиосвязь. В связи с этим спутники на орбите могут передавать ограниченный объём данных. Даже гиперспектральный сканер HISUI на Международной космической станции отправляет данные на Землю через накопители на грузовых кораблях.
При этом инфракрасный свет, который может использовать лазерная связь, имеет гораздо более высокую частоту, чем радиоволны, что обеспечивает гораздо более высокую скорость передачи данных.
Сеанс связи с зондом состоялся, когда тот был на удалении 226 млн км от Земли, что в полтора раза больше, чем расстояние между Солнцем и Землёй. Это лучше всяких слов доказало, что концепция дальней космической оптической связи по сути верна и успешно реализуется. По крайней мере, в экспериментальных установках. На более близких дистанциях скорость оптической связи ощутимо выше. Например, первый сеанс оптической связи с «Психеей» состоялся, когда она улетела от Земли на 31 млн км.
Лазерная связь предлагает более высокую скорость передачи данных, повышенную защиту от перехвата и более устойчивую работу в условиях помех. Микроспутник «Импульс-1» был запущен 27 июня в составе группы космических аппаратов, разработанных российскими университетами. Учёные получили подтверждение успешного размещения спутника на орбите и установили первые связи с ним.
Забиты уже все радиочастоты, из-за чего получить канал — непростая процедура. Лазерная связь, по словам Григоровича, поможет всё это решить: Частота колебаний высокая, и можно передавать по одному каналу до 100 Гб; Узкая направленность лазерного луча, в космосе он не рассеивается, и перехватить его практически невозможно. Лазерные каналы находятся в той области электромагнитного спектра, которая не регламентируется, и специальных разрешений на её использование получать не придётся. Сейчас в институте заканчивают разработку конструкторской документации для изготовления аппаратуры. Все работы планируют завершить к 2024 году.
Учёные протестировали лазерную связь на расстоянии 226 000 000 км (2 фото + видео)
Смотрите онлайн видео «Лазерная связь заменит радио. Лазерная связь, использующая инфракрасный свет для передачи данных, обладает рядом преимуществ перед радиосвязью, включая высокую скорость и возможность передачи на. Системы лазерной связи упаковывают данные в колебания световых волн в лазерах, кодируя сообщение в оптический сигнал, который передаётся на приёмник через инфракрасные лучи. Transcelestial создала запатентованную технологию беспроводной лазерной связи (иначе называемую беспроводной волоконной оптикой), которая сочетает в себе скорость оптоволокна. При этом инфракрасный свет, который может использовать лазерная связь, имеет гораздо более высокую частоту, чем радиоволны.
Российский космический эксперимент «Система лазерной связи» (КЭ «СЛС»)
| Росатом запланировал эксперимент с космической лазерной связью на 2024 год | У лазерной связи частота колебаний очень высокая, мы можем передавать по одному каналу до 100 Гб. |
| Российский космический эксперимент «Система лазерной связи» (КЭ «СЛС») - | Так вот, передача лазерного сигнала одноимённым зондом "Психея" была экспериментом NASA. |
| Земля впервые получила лазерный сигнал с расстояния 16 миллионов километров | Системы лазерной связи легче, гибче и безопаснее радиочастотных систем, при этом могут использоваться совместно с ними. |
| В NASA испытали лазерный «интернет»: 25 Мбит/с на расстояние 226 миллионов километров | Эксперимент НАСА "Оптическая связь в глубоком космосе" (DSOC) призван проложить путь к использованию лазерной связи для передачи данных из глубокого космоса. |
| «Роскосмос» займется лазерной связью: Космос: Наука и техника: | Спутники российской орбитальной группировки «Сфера» будут общаться друг с другом с помощью лазерной связи. |
NASA запускает лазерную связь сегодня, 5 декабря
Эти данные имеют форму битов, закодированных в фотонах — квантовых частицах света, излучаемых лазером. Цель эксперимента DSOC — продемонстрировать скорость передачи данных, в 10-100 раз превышающую возможности современных радиочастотных систем, используемых сегодня на космических аппаратах. Оптическая связь уже была продемонстрирована на низкой околоземной орбите и на Луне, но DSOC — это первое испытание в дальнем космосе. При демонстрации необходимо учесть время, необходимое для прохождения света от космического аппарата до Земли: на самом дальнем расстоянии от нашей планеты фотоны ближнего инфракрасного диапазона, излучаемые DSOC, пройдут обратный путь примерно за 20 минут во время испытаний 14 ноября путь от «Психеи» до Земли занял около 50 секунд. За это время и космический аппарат, и планета переместятся, поэтому лазеры восходящей и нисходящей линии связи должны будут подстроиться под изменение положения.
Спутниковая антенна полностью нивелирует весь выигрыш от наличия винглетов Самое же интересное заключается в том, что каждый самолет работает как ретранслятор сигнала на другие самолеты, летящие поблизости.
То есть, с наземной станцией связывается не каждый борт, а только некоторые. Получается так называемая Mesh-сеть с ячеистой топологией, что обеспечивает высокую отказоустойчивость, поскольку при «падении» одного из оптических каналов связь все равно будет реализована «обходным» маршрутом. Внедрение технологии обеспечит каждого пассажира в каждом из самолетов настоящим широкополосным мобильным интернетом по доступной цене — то есть, можно будет хоть HD-видео смотреть или играть в онлайн-игры, но технология нужна не только для развлечения.
Новая система представляет собой наземный излучатель лазера с длиной волны 1150 нанометров. На беспилотнике устанавливается лазерный детектор и система зеркал. Суть системы заключается в том, что лазерная установка наводит луч на беспилотник. Система зеркал на беспилотнике затем модулирует лазерный луч в соответствии с передаваемыми данными и отражает его обратно.
Сетевое устройство CENTAURI компании создает беспроводную распределительную сеть между зданиями, традиционными вышками сотовой связи, столбами улиц и другой физической инфраструктурой. Возможности с более высокой пропускной способностью будут разблокированы и доступны для заказа в ближайшее время. Чтобы выполнить обещанное, мы создали производственные мощности, которые станут крупнейшими в мире по производству беспроводных волоконно-оптических устройств класса CENTAURI.
Airbus внедрит высокоскоростную лазерную связь
| Российские разработчики представили проект лазерной связи в космосе | Основным преимуществом использования лазерной связи по сравнению с радиоволнами является увеличенная полоса пропускания. |
| Космическая лазерная связь - это будущее подключения к Интернету | «Московские новости» продолжают серию материалов о цифровом бессмертии — о том, как технологии позволяют имитировать личность человека и создавать цифровых двойников. |