Лазерные станции используются для решения задач наземного автоматизированного комплекса управления группировкой отечественных космических аппаратов (КА). Новые лазерные системы связи могут обеспечить быструю передачу огромных объемов данных с Луны. SpaceLink планирует провести демонстрацию ретрансляции данных в 2024 году после тестирования на орбите своих спутников связи. Для связи в свободной атмосфере передатчики должны находиться в прямой видимости — дальность связи на поверхности Земли обычно не превышает пяти километров», — пояснил он.
Установлена лазерная связь на расстоянии 16 миллионов километров. Это в 40 раз дальше Луны
Летный лазерный приемопередатчик для демонстрации технологии оптической связи в глубоком космосе (DSOC) в JPL в апреле 2021 года. С точки зрения эффективности лазерная связь позволяет добиться роста скорости передачи данных в 10—100 раз, если сравнивать с применяемой сейчас. Особое преимущество лазерная связь имеет в том случае, когда, кроме данных ЛВС, требуется передача телефонного потока ИКМ30. Эксперимент «ЭКОЛИНС» запланирован на 2023 год, по нему уже завершена стадия технического проектирования, сообщают «РИА Новости». «Московские новости» продолжают серию материалов о цифровом бессмертии — о том, как технологии позволяют имитировать личность человека и создавать цифровых двойников. Межспутниковая лазерная связь одна из ключевых концепций в Starlink, что сделает сеть независимой от наземных станций сопряжения и позволит передавать траффик напрямую от.
Российские учёные наладили связь со спутником, наблюдающим за Солнцем
Спутники российской орбитальной группировки «Сфера» будут общаться друг с другом с помощью лазерной связи. Как объяснили ученые, современные системы подводной лазерной связи имеют высокую стоимость и способны поддерживать широкий канал связи только на небольших дистанциях. Межспутниковая лазерная связь одна из ключевых концепций в Starlink, что сделает сеть независимой от наземных станций сопряжения и позволит передавать траффик напрямую от.
Газета «Суть времени»
- Разработка МФТИ
- НАСА протестировало лазерную связь в космосе на расстоянии свыше 16 000 000 км
- NASA установило новый рекорд лазерной связи в космосе - 226 млн км
- Рекомендации
- NASA испытало систему лазерной связи на орбите
ПЛС - Прогрессивная Лазерная Связь
- Луч на Землю: В NASA сообщили о получении лазерного сигнала из космоса
- Заработал спутник лазерной связи. Это первый шаг к квантовым коммуникациям
- Лазерная связь - еще один способ беспроводной связи
- Лазерной связью в России будет заниматься «Роскосмос»
НАСА тестирует двустороннюю высокоскоростную лазерную систему космической связи
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.
Высокостабильная и оптически точная мехатронная система рассчитана на передачу нескольких гигабайт информации в секунду с защитой от помех и отсутствием возможности перехвата сигнала. Система UltraAir позволит военным самолётам и БПЛА взаимодействовать в режиме реального боя благодаря наличию многодоменного облака. В долгосрочной перспективе технология начнёт применяться на коммерческих самолётах, в том числе для обеспечения пассажиров высокоскоростной связью на борту. Специалисты считают лазерную связь настоящей революцией в области передачи данных. Из-за высокого спроса на передачу информации посредством радосигналов в традиционной системе давно возникли узкие места. Лазерная связь позволяет передавать в 1 000 раз больше данных за единицу времени с в 10 раз большей скоростью.
Астронавты проводят исследования в различных областях, таких как биологические и физические науки, технологии, наблюдение Земли и многое другое, в орбитальной лаборатории во благо всего человечества. ILLUMA-T способен обеспечить высокую скорость передачи данных для этих экспериментов и отправить на Землю гораздо больше информации одновременно. Фактически, при скорости передачи 1,2 гигабит в секунду ILLUMA-T способен передать объем данных, сравнимый с продолжительностью среднего фильма, за считанные секунды. 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.
Помимо России компания планирует оказывать услуги более чем в 70 странах. Общий размер необходимых инвестиций, как и источники финансирования, не назывались. В конце 2021 года стало известно, что ВТБ инвестирует в проект 2 млрд руб.
Невозможно сделать его узконаправленным, и, если мы используем радио в космосе, огромное количество излучения улетает в никуда. При передаче информации по лазерному лучу тратится намного меньше энергии. А значит, можно передать больше данных при тех же затратах. Ученые это давно понимали, но технически использовать технологию стало реально последние десять лет", — рассказал Сергей Алексеев. Вавилова" и еще несколько компаний. У них уже есть испытанные образцы — железные коробки, которые общаются лазерными лучами, отметил он.
В России создали образец терминала космической лазерной связи
| NASA передала лазерное сообщение на расстоянии в 16 миллионов километров | Технология лазерной связи в этой демонстрации предназначена для передачи данных из глубокого космоса со скоростью в 10-100 раз быстрее. |
| FSO (технология) — Википедия | Однако установка космической связи на основе лазеров сопряжено с рядом технических -первых, лазерный свет формирует достаточно узкий лучи. |
| Установлен мировой рекорд дальности передачи лазерного сигнала - Российская газета | NASA впервые запускает в тестовом режиме инновационную лазерную связь. |
| «Роскосмос» проведет эксперимент по лазерной связи в 2023 году | Устройство связи ориентировалось на лазерный сигнал «маяка», отправленный с Земли. |
Рекомендации
- Российская сеть лазерных станций
- NASA запускает лазерную связь сегодня, 5 декабря
- Московские новости
- Британцы испытали лазерную связь для беспилотников
- Заработал спутник лазерной связи. Это первый шаг к квантовым коммуникациям
- Удачный эксперимент
Лазерный эксперимент НАСА DSOC передал технические данные с расстояния 226 миллионов километров
Подобные скорости в оптике будут на один—два порядка выше, чем в радиочастотном диапазоне. Оптика на порядок увеличила бы его пропускную способность. Блок лазерного приёмопередатчика «Психеи» не предназначен для передачи научных данных с борта зонда на Землю. Для демонстрации и испытаний возможностей оптической связи видео и другие данные были записаны в него ещё на Земле. Тем не менее, команда зонда смогла продублировать передачу фрагмента инженерных данных с борта зонда по оптическому каналу в то же время, как эти данные передавались по основному радиоканалу.
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. 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.
В перспективе высокая скорость обмена информации и дальность работы этой лазерной системы связи позволит российским орбитальным зондам обмениваться информацией как между аппаратами на орбите, так и связываться с наземными станциями. Межспутниковый лазерный интернет Большое количество стран занимается созданием многоспутниковых систем. Многоспутниковым группировкам нужна межспутниковая система связи. Использование лазеров для этой задачи обладает большим потенциалом , поскольку отсутствие атмосферных помех позволяет добиться высокой скорости передачи информации. Это можно сделать с помощью межспутникового интернета, предварительно установив на спутники терминалы с лазером.
Когда 8 апреля он снова связался с Землей, это произошло уже на расстоянии 226 млн км. Система лазерной связи подключилась к радиопередачику «Психеи», а затем отослала копию инженерных данных по световому лучу. Кроме того, инженерам впервые удалось скомандовать передатчику начать отправку данных, собранных «Психеей», по оптическому каналу. Одновременно с передачей информации по радиочастоте лазерные системы передавали часть тех же данных Паломарской обсерватории. Зонд вновь стал передавать данные о состоянии своих систем. Проблема была вызвана неисправностью чипа памяти в подсистеме полетных данных FDS , которая отвечает за упаковку научных и инженерных данных перед их отправкой на Землю.
Земля впервые получила лазерный сигнал с расстояния 16 миллионов километров
Кроме того, лазерные лучи могут искажаться из-за атмосферных воздействий и погодных условий. Это может привести к потере мощности и, в свою очередь, к потере данных. Чтобы решить проблему, учёные разработали собственную версию автоматического повторного запроса ARQ — протокола для контроля ошибок при передаче данных по каналу связи. Наземный терминал использует низкоскоростной сигнал восходящей линии связи, чтобы сообщить спутнику, что он должен повторно передать любой блок данных или кадр, которые были потеряны или повреждены.
Ещё одна проблема, с которой столкнулись учёные, была связана с тем, что лазеры формируют гораздо более узкие лучи, чем радио. Для успешной передачи данных эти лучи должны быть направлены точно на их приёмники. Из-за небольшого размера TBIRD он направляет несущий кубсат, используя любые полученные сигналы об ошибке для исправления ориентации.
По словам Рисинга, архитектура TBIRD может поддерживать несколько каналов связи за счёт разделения длин волн, что обеспечивает более высокие скорости передачи данных.
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.
Это интересно, это полезно, это будет применено в нашей дальнейшей работе по созданию новой орбитальной группировки», — заявил глава «Роскосмоса». Кроме того, госкорпорация совместно с РЖД планирует «провести один интересный эксперимент по квантовой передаче данных с борта на борт МКС и далее».
Также был поставлен другой эксперимент, когда одна наземная станция по мощному лазеру передала большой пакет данных на зонд, а зонд передал их обратно на другую наземную станцию на телескоп Паломарской обсерватории Калифорнийского технологического института в округе Сан-Диего, Калифорния. Пакет данных совершил путешествие туда и обратно, проделав в космосе путь дальностью 450 млн км. Наконец, была проверена возможность принимать оптический сигнал с «Психеи» одновременно двумя станциями на два далеко разнесённых телескопа. Такая возможность может поднять скорость передачи данных за счёт снижения уровня ошибок, надо полагать , а также обеспечит канал связи, даже если над одной из станций приёма будет облачно, что для лазера станет непробиваемой стеной.
Лазерная связь заработает в России
| Луч на Землю: В NASA сообщили о получении лазерного сигнала из космоса | Лазерную связь успешно протестировали на расстоянии в 226 миллионов километров. |
| Российский космический эксперимент «Система лазерной связи» (КЭ «СЛС») | Для связи в свободной атмосфере передатчики должны находиться в прямой видимости — дальность связи на поверхности Земли обычно не превышает пяти километров», — пояснил он. |
Земля впервые получила лазерный сигнал с расстояния 16 миллионов километров
Спустя немногим более 50 секунд приемопередатчик на «Психее» принял сигнал и в ответ отправил свой собственный отклик обратно в Паломарскую обсерваторию. Это событие ознаменовало первое успешное испытание DSOC, линии связи следующего поколения, которая передает информацию не с помощью радиоволн, а с помощью лазерного света. Это часть серии испытаний, которые НАСА проводит для ускорения связи в глубоком космосе в рамках различных миссий. Ранее, в других миссиях, лазерная связь уже была опробована на околоземной орбите и на пути к Луне и обратно, но данное испытание является самым сложным и проведено на беспрецедентном расстоянии. Представители НАСА считают, что если проект окажется успешным, то астронавты следующих десятилетий, направляющиеся на Луну или Марс, смогут использовать лазерный свет в качестве средства связи с Землей.
Разработка и освоение технологий выпуска опто- и фотоэлектронной компонентной базы — один из приоритетов Стратегии развития электронной промышленности России до 2030 года, и на выставке «Связь» наши предприятия уже демонстрируют образцы таких изделий», - рассказали в «Росэлектронике». Кроме того, Концерн «Созвездие» показывает на выставке серийные образцы гражданских радиостанций стандарта DMR.
Устройства могут выполнять индивидуальные, групповые или экстренные голосовые вызовы, отправлять текстовые сообщения, отслеживать координаты абонентов, контролировать состояние и даже положение раций. Радиостанции работают в двух диапазонах частот 146-174 МГц и 401-486 МГц.
В настоящее время люди не покидают пределы земной орбиты, на которой находится МКС, поэтому радиосвязи пока достаточно для задач, которые стоят перед астронавтами. Беспилотные миссии, разумеется, передают данные с гораздо большего расстояния.
Для этих целей используют электромагнитные волны. Однако эту связь все равно нельзя назвать идеальной. Даже при максимальной скорости передачи данных, которая составляет 5,2 мегабит в секунду космический аппарат Mars Reconnaissance Orbiter MRO передает все данные своего самописца в течение более 7 часов. Лазерный приемо-передатчик DSOC В будущем наверняка потребуется стабильная и быстрая связь сквозь глубокий космос.
Например, она необходима будет для видеотрансляции в реальном времени или быстрой передачи изображений высокой четкости. Например, более эффективная связь будет нужно для во время пилотируемых миссий на Марс. В лазерном луче фотоны движутся в одном направлении на одной и той же длине волны. При этом в колебаниях световых волн упакованы огромные объемы данных, которые передаются с беспрецедентной скоростью.
Что важно знать о «Сфере»? Благодаря ей будет создана самая современная система коммуникаций и мониторинга, включающая как существующую, так и перспективную космическую инфраструктуру. Значительная часть территории нашей страны расположена в высоких широтах, где плотность населения невелика, а зоны тайги, тундры и вечной мерзлоты мешают прокладке сетей оптоволоконной связи. В таких местах предоставить полный комплекс телекоммуникационных услуг для стационарных и подвижных объектов, обеспечить связанность территорий помогут спутники. Достичь указанных целей планируется путем развертывания группировок со спутниками связи «Ямал» и «Экспресс» на геостационарных и «Экспресс-РВ» на высокоэллиптических орбитах, с аппаратами широкополосного доступа в Интернет «СКИФ» на средних орбитах и спутниками для обеспечения «интернета вещей» «Марафон IoT» на низких орбитах. В результате будут развиваться интегрированные сервисы для роста всех отраслей экономики страны. Сюда можно включить и обслуживание Северного морского пути — перспективного транспортного коридора, а также развитие широкополосного доступа в Интернет и «интернета вещей» в удаленных и труднодоступных районах страны. О проекте «Сфера» впервые рассказал в ходе прямой линии 7 июня 2018 г. Президент РФ Владимир Путин.
Интернет со средней орбиты Одна из запланированных первоочередных задач — создание спутника-демонстратора системы широкополосного доступа в Интернет на орбите средней высоты «СКИФ». Запустить аппарат планируется уже в 2022 г. Его выполнение позволит закрепить за Россией выделенный орбитально-частотный ресурс и начать развертывание орбитальной группировки. Если мы пропустим очередь, нам придется заново договариваться с Союзом электросвязи. И здесь надо учитывать, что в Бюро радиосвязи МСЭ после нас заявлено еще где-то 280 систем со всего мира, так как многие идут по этому пути». Параллельно подготовке демонстратора запуск осенью 2022 г. Планируется, что пропускная способность одного аппарата «СКИФ» составит 150 гигабит в секунду, соответственно вся система может считаться группировкой террабитного класса. В первую очередь «СКИФ» предназначен для снабжения скоростным интернетом малодоступных и удаленных районов страны, а также судов, передвигающихся по Северному морскому пути. Сборка демонстратора будет проходить в ИСС имени М.
Запущенный аппарат должен будет в тестовом режиме подтвердить работоспособность всей концепции. Своевременная передача сигнала — об утечках, возгораниях и других неполадках — через космос позволит предотвратить техногенные и экологические катастрофы в нефте- и газодобыче, химической и лесной промышленности, сельском хозяйстве и других отраслях. Предполагается разместить 264 спутника в 12 орбитальных плоскостях на высоте 750 км.
Лазерная связь заменит радио. Испытания на пороге очередного космического прорыва.
Лазерная связь будет полезна как для МКС, так и для будущих полетов на Луну и Марс. В NASA сообщили, что 8 апреля провели очередное испытание дальней космической связи по оптическому каналу. Особое преимущество лазерная связь имеет в том случае, когда, кроме данных ЛВС, требуется передача телефонного потока ИКМ30. Для связи в свободной атмосфере передатчики должны находиться в прямой видимости — дальность связи на поверхности Земли обычно не превышает пяти километров», — пояснил он.
Установлена лазерная связь на расстоянии 16 миллионов километров. Это в 40 раз дальше Луны
Что такое лазерная связь Это технология для передачи и приема сигналов, которая использует инфракрасный свет вместо радиоволн и имеет ряд преимуществ по сравнению с радиосвязью. Благодаря высокой концентрации энергии позволяет передавать данные на большие расстояния и на большой скорости, например между спутниками, а также с Землей. Предполагается, что технология в перспективе может заменить радиосвязь. Терминалы лазерной связи — это оптико-механические модули "коробочки" , которые устанавливаются в разные части космического аппарата, и с их помощью направляются лазеры, пояснил РБК Сергей Алексеев. Предполагается, что группировка будет состоять из более чем 900 спутников. Помимо России компания планирует оказывать услуги более чем в 70 странах. Общий размер необходимых инвестиций, как и источники финансирования, не назывались. В конце 2021 года стало известно, что ВТБ инвестирует в проект 2 млрд руб.
Невозможно сделать его узконаправленным, и, если мы используем радио в космосе, огромное количество излучения улетает в никуда.
С лазерной связью эта проблема отпадает: данные как по паутине будут передаваться от одного аппарата к другому», — рассказал старший преподаватель МФТИ Иван Завьялов «Газете. CNews писал о том, что Amazon в рамках проекта Kuiper протестировала на низкой околоземной орбите оптическое межспутниковое соединение OISL , при котором спутники обмениваются информацией с помощью инфракрасных лазерных лучей. Первоначальные данные показали, что сеть сможет поддерживать связь и между несколькими спутниками одновременно. Тестирование межспутниковой лазерной связи проводит с сентября 2020 г. В 2022 г.
В настоящее время дальность действия системы, получившей название Hyperion, составляет около километра, но ее планируется значительно увеличить.
По словам разработчиков, в отличие от радиосвязи лазерную систему обмена данными невозможно взломать. Кроме того, часть системы, устанавливаемая на беспилотники, имеет небольшое энергопотребление. Как ожидается, Hyperion будет использоваться на беспилотниках для передачи информации в режиме реального времени.
Саров, Нижегородская область, входит в госкорпорацию Росатом к 2024 году. В настоящее время в институте заканчивают разработку конструкторской документации для изготовления опытных образцов аппаратуры.
У лазерной связи частота колебаний очень высокая, мы можем передавать по одному каналу до 100 Гб. Второе — у радиолиний большие внешние поля, легко перехватить информацию.