Холдинг Росэлектроника Госкорпорации Ростех представляет на выставке Связь-2024 образцы перспективной электронной компонентной базы, разработанные в рамках программы. Российский спутник «Импульс-1» открывает лазерный канал связи. Лазерная связь двух объектов осуществляется только посредством соединения типа «точка-точка». Лазерная связь между спутниками связи на орбите предоставит возможность абонентам на Земле обмениваться данными с малыми задержками, что позволит пассажирам самолётов. Выставка «Связь» проходит с 23 по 26 апреля в Центральном выставочном комплексе «Экспоцентр» в Москве.
Российские разработчики представили проект лазерной связи в космосе
В NASA сообщили, что 8 апреля провели очередное испытание дальней космической связи по оптическому каналу. Задача связи на таких дистанциях требует астрономической точности, но, в случае успеха, сулит огромные преимущества, поскольку лазерный свет имеет более короткие длины волн. С помощью лазера они смогли установить связь с «Психеей», которая сейчас находится в 16 миллионах километрах от Земли.
SpaceLink продемонстрирует лазерную связь с МКС в 2024 году
Это первый эксперимент по проверке лазерной связи в дальнем космосе, в частности, на Марсе. В период с ноября по декабрь 2023 года DSOC успешно передал кодированные сигналы с тестовыми данными и видео на Землю с расстояния 16 и 31 млн км. Теперь НАСА объявило, что во время испытаний 8 апреля эксперимент впервые взаимодействовал с системой связи "Психеи" и передал на Землю технические данные миссии. 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.
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. 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?
В настоящее время на постоянной основе работают 5 станций, в течение ближайших лет количество станций в сети планируется довести до 20…25.
Набор измерений, выполняемых лазерными станциями, определяется составом измерительных каналов, который в общем случае различен для каждой из станций. В целом, лазерные станции обеспечивают проведение следующих видов первичных измерений: поиск и обнаружение космических объектов КО по отражённому солнечному излучению; измерение угловых координат КО, в том числе астрометрическим методом по отношению к опорным звёздам ; измерение фотометрических параметров сигнатур по отражённому солнечному излучению и их изменений во времени; наведение лазерного луча, сканирование лазерным лучом и обнаружение отражённого лазерного излучения от КА с ретрорефлекторами; высокоточное измерение наклонной дальности до космических аппаратов, оснащённых ретрорефлеторными системами; получение видовой информации изображений КО с применением адаптивных оптических систем.
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. Есть о чем рассказать?
Лазерной связью в России будет заниматься «Роскосмос»
Это событие знаменует собой значительный прогресс в технологии космической связи и открывает новые возможности для эффективной и быстрой передачи данных в космических миссиях. Использование инфракрасного света позволяет космическим аппаратам передавать и принимать сигналы с более узкой длиной волны, что дает возможность вместить больше данных в каждую передачу. Такое повышение эффективности передачи данных может привести к ускорению научных открытий и исследований. Преимущества лазерной связи многообразны.
Во-первых, она позволяет разрабатывать более эффективные и легкие системы, которые могут значительно уменьшить вес и размер коммуникационного оборудования на космических аппаратах.
После этого можно будет продемонстрировать высокую пропускную способность передачи данных от приемопередатчика к Паломару на различных расстояниях от Земли. 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.
Мы продемонстрировали, что можем преодолеть технические проблемы успешной космической связи с использованием лазерной связи. Сейчас мы проводим операционные демонстрации и эксперименты, чтобы оптимизировать внедрение известных технологий в миссии для максимального развития нашего исследования и науки — Дэвид Израиль, архитектор по космической связи и навигации в NASA. Эксперименты LCRD проводятся с участием представителей промышленности, научного сообщества и других государственных агентств. Среди других проводимых экспериментов также включено изучение влияния атмосферы на лазерные сигналы. Это необходимо для оценки эффективности передачи данных в различных условиях атмосферного влияния.
Кроме того, проводятся тесты с целью подтверждения способности системы обеспечивать стабильное и надежное соединение для нескольких пользователей одновременно. Также проводится исследование сетевых возможностей, используя задержки и сбои сети с помощью технологии устойчивой передачи данных DTN по лазерным линиям. Эксперименты также направлены на исследование новых навигационных возможностей, которые могут быть обеспечены с помощью лазерной связи.
Рассмотрим проблему организации канала связи между отдельными корпусами зданий, которая может возникнуть практически перед любой компанией. 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.
Российский космический эксперимент «Система лазерной связи» (КЭ «СЛС»)
Задача связи на таких дистанциях требует астрономической точности, но, в случае успеха, сулит огромные преимущества, поскольку лазерный свет имеет более короткие длины волн. Организуемый канал лазерной связи имеет высокую защищённость, скрытность и малозаметность. Лазерная система связи SpaceX Starlink передаёт 42 млн гигабайт данных в день. Межспутниковая лазерная связь одна из ключевых концепций в Starlink, что сделает сеть независимой от наземных станций сопряжения и позволит передавать траффик напрямую от. Лазерная связь сильно зависит от атмосферных показателей, с радиосвязью же вопрос давно изучен и отработан», — заключил эксперт.
Земля впервые получила лазерный сигнал с расстояния 16 миллионов километров
Для большинства текущих миссий используются радиочастотную связь. Однако эта система имеет ограниченную пропускную способность, и по мере того, как в космос отправляется больше сложного оборудования, требуется большая пропускная способность для эффективной передачи данных. Решение состоит в том, чтобы использовать для связи другую частоту.
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.
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.
Радиочастоты уже все забиты, получить канал — непростая процедура. А лазерные каналы находятся в той области электромагнитного спектра, которая не регламентируется, специальных разрешений на ее использование получать не придется». Эксперимент с лазерной связью запланирован на 2024 год. Один аппарат будет стоять на «Прогрессе», а второй — на МКС, и между ними будет отрабатываться процедура связи.
NASA запускает лазерную связь сегодня, 5 декабря
Оксфордский университет совместно с компанией Airbus Group Innovations испытали лазерную систему связи для беспилотных летательных аппаратов, сообщает Aviation Week. У лазерной связи частота колебаний очень высокая, мы можем передавать по одному каналу до 100 Гб. В 2024 году «Росатом» протестирует технологию космической лазерной связи. В NASA пояснили, что новая система лазерной связи предназначена для передачи данных из глубокого космоса. Лазерная связь будет полезна как для МКС, так и для будущих полетов на Луну и Марс. Высокоскоростная лазерная связь обеспечивает передачу информации с пропускной способностью от 34 до 155 Мбит/с.
Система «Сфера» получит лазерную связь
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. И это особенно привлекательно с учётом того, что сам астероидный пояс растянулся кольцом именно там, где по расчётам должна была бы находиться планета. Астероид Психея. Они отрабатывают технологию оптической связи с далёким космосом.
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. И это особенно привлекательно с учётом того, что сам астероидный пояс растянулся кольцом именно там, где по расчётам должна была бы находиться планета. Астероид Психея.
Предполагается, что в перспективе такой вид связи сможет заменить традиционные радиоволны. 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.
В 2023 году агентство NASA запустило роботизированный аппарат "Психея" для изучения крупного и богатого металлами одноименного астероида в главном поясе, между Марсом и Юпитером. На борту аппарата был установлен опытный образец оптического приемопередатчика, сигнал которого 14 ноября принял телескоп Паломарской обсерватории в Калифорнии. Тогда свет прошел расстояние почти в 16 млн км. Затем «Психее» был отправлен обратный сигнал.
Установлена лазерная связь на расстоянии 16 миллионов километров. Это в 40 раз дальше Луны
Новые лазерные системы связи могут обеспечить быструю передачу огромных объемов данных с Луны. Потому лазерная связь — это связь скрытная, что крайне выгодно отличает ее от привычных технологий передачи данных. У лазерной связи частота колебаний очень высокая, мы можем передавать по одному каналу до 100 Гб.
Британцы испытали лазерную связь для беспилотников
об этом сообщили во время стрима по запуску очередной партии Starlink. В NASA пояснили, что новая система лазерной связи предназначена для передачи данных из глубокого космоса. Так вот, передача лазерного сигнала одноимённым зондом "Психея" была экспериментом NASA. Лазерная связь, использующая инфракрасный свет для передачи данных, обладает рядом преимуществ перед радиосвязью, включая высокую скорость и возможность передачи на. К сожалению, пока нет полноценной рабочей системы лазерной связи, а значит, переход на нее еще не состоится.