Эксперимент НАСА "Оптическая связь в глубоком космосе" (DSOC) призван проложить путь к использованию лазерной связи для передачи данных из глубокого космоса. Лазерная связь относится к беспроводным оптическим системам связи и является одним из самых актуальных направлений. Российские учёные и инженеры успешно установили связь с микроспутником «Импульс-1», который был разработан для изучения Солнца и проверки лазерной спутниковой связи. Ее спутники Starlink начали использовать лазерную связь для обратной связи. Сообщается, что предыдущий рекорд дальности передачи стабильного лазерного луча значительно превзойден.
Эксперты NASA протестировали новую систему лазерной связи. Не обошлось без котиков
Лазерная связь, использующая инфракрасный свет для передачи данных, обладает рядом преимуществ перед радиосвязью, включая высокую скорость и возможность передачи на. Как отмечают разработчики устройства, созданный ими макет терминала космической лазерной связи, в соответствии с проведенными расчетами, будет потреблять около 15 Вт энергии и при. Задача связи на таких дистанциях требует астрономической точности, но, в случае успеха, сулит огромные преимущества, поскольку лазерный свет имеет более короткие длины волн.
Российский космический эксперимент «Система лазерной связи» (КЭ «СЛС»)
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. Кроме того, мы смогли отправить некоторые данные, то есть обменяться «битами света» из космоса и в космос». Москва, Большой Саввинский пер.
Технология основывается на передаче данных модулированным излучением в инфракрасной части спектра через атмосферу. Передатчиком служит мощный полупроводниковый лазерный диод. Информация поступает в приёмопередающий модуль, в котором кодируется различными помехоустойчивыми кодами, модулируются оптическим лазерным излучателем и фокусируется оптической системой передатчика в узкий коллимированный лазерный луч и передаётся в атмосферу. На принимающей стороне оптическая система фокусирует оптический сигнал на высокочувствительный фотодиод или лавинный фотодиод , который преобразует оптический пучок в электрический сигнал. При этом чем выше частота до 1,5 ГГц , тем больше объём передаваемой информации.
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. 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.
В рамках экспозиции демонстрируются гетероструктуры на основе полупроводниковых материалов A3B5 арсенида галлия, нитрида галлия, карбида кремния , которые являются основой для изготовления любых лазерных диодов, светодиодов и фотоприемников. 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.
НАСА протестировало лазерную связь в космосе на расстоянии свыше 16 000 000 км
На оборудование воздействуют, например, такие факторы, как ветер и незначительные вибрации. Однако в новой работе авторы уверяют, что переданный ими лазерный сигнал оказался даже более стабильным, чем атомные часы. Для достижения такого эффекта команда использовала множество различных тонких настроек, включая контроль температуры, шумоподавление и автоматическую регулировку удерживающих оборудование устройств. Сам лазерный луч был отправлен из окна пятого этажа здания, расположенного от конечной цели - площадки, на расстоянии 1,2 километра. На этой площадке было установлено специальное зеркало, которое отразило луч и вернуло его обратно к источнику. Эксперимент занял примерно пять минут.
В апреле «Роскосмос» сообщил , что создал оператора по развитию национальной многоспутниковой орбитальной группировки «Сфера» путем реорганизации оператора, который работал совместно с британской компанией OneWeb. В августе 2021 года президент американской компании SpaceX Гвинн Шотвелл заявила , что все новые спутники глобальной системы Starlink получат лазерные терминалы.
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.
Вакансии включают в себя позиции руководителя, администратора проекта, архитектора ПО и системного инженера. Лазерная связь, использующая инфракрасный свет для передачи данных, обладает рядом преимуществ перед радиосвязью, включая высокую скорость и возможность передачи на большие расстояния. Эксперименты с этой технологией уже проводятся различными космическими агентствами и частными компаниями, такими как NASA, SpaceX и Amazon. Новый проект представляет собой амбициозную инициативу, направленную на революционизацию интернет-соединения по всему миру.
Лазерная связь - еще один способ беспроводной связи
Новые лазерные системы связи могут обеспечить быструю передачу огромных объемов данных с Луны. Лазерная связь сильно зависит от атмосферных показателей, с радиосвязью же вопрос давно изучен и отработан", — заключил эксперт. Кроме того, лазерная связь обеспечивает повышенную безопасность по сравнению с традиционными радиоволнами, поскольку ее сложнее перехватить и декодировать. В NASA пояснили, что новая система лазерной связи предназначена для передачи данных из глубокого космоса. В NASA пояснили, что новая система лазерной связи предназначена для передачи данных из глубокого космоса. Лазерная связь позволит передавать на Землю от 10 до 100 раз больше данных, чем современные радиочастотные системы.
Что за эксперимент с космической лазерной связью задумали в России?
Сегодня даже самые передовые космические аппараты тратят по полтора часа на то, чтобы отправить с Марса одно качественное изображение. 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.
Применение терминалов лазерной связи охватывает следующие области: Беспилотная авиация: Наши терминалы лазерной связи усовершенствуют коммуникацию и передачу данных между беспилотными летательными аппаратами и контрольными пунктами, повышая эффективность и надежность беспилотных миссий. Беспилотная авиация претерпевает быстрый рост и развитие, играя ключевую роль в различных областях, включая военную, гражданскую и научную сферы. Эффективная связь между беспилотными летательными аппаратами БЛА и контрольными пунктами имеет огромное значение для успешного выполнения миссий и обеспечения безопасности. Также возможна реализация кластерной связи роя дронов, что представляет собой инновационный метод координации и управления группой БЛА для эффективного выполнения миссий и задач. Кластерная связь позволяет синхронизировать действия дронов, обеспечивая слаженное взаимодействие и максимальную производительность всего роя. Телекоммуникации: Мы создадим терминалы, которые улучшат коммуникацию в сфере телекоммуникаций, обеспечивая высокоскоростной и безопасный обмен данными.
Это действительно революционная возможность». Запущенный в начале 2023 года в стволе Dragon 27-й коммерческой миссии SpaceX по доставке грузов на Международную космическую станцию, интегрированный низкоорбитальный пользовательский модем и терминал-усилитель LCRD ILLUMA-T обеспечит лазерную связь с орбитальной лабораторией и расширит возможности живых астронавтов. С такой скоростью полнометражный фильм можно было скачать менее чем за минуту. O2O сможет передавать изображения и видео высокого разрешения, когда астронавты вернутся в лунный регион впервые за более чем 50 лет. Artemis II станет первым лунным полетом с экипажем, который продемонстрирует технологии лазерной связи, отправляя данные на Землю со скоростью нисходящей линии связи до 260 мегабит в секунду. Усилия НАСА в области лазерной связи распространяются и на дальний космос. В настоящее время НАСА работает над будущим терминалом, который сможет тестировать лазерную связь на экстремальных расстояниях и в сложных условиях наведения. Будь то лазерная связь в околоземных миссиях, на Луне или в дальнем космосе, внедрение оптических систем станет неотъемлемой частью будущих миссий НАСА.
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.
«Роскосмос» проведет эксперимент по лазерной связи в 2023 году
Смотрите онлайн видео «Лазерная связь заменит радио. Для связи в свободной атмосфере передатчики должны находиться в прямой видимости — дальность связи на поверхности Земли обычно не превышает пяти километров», — пояснил он. Специалисты создали самую стабильную систему связи со спутником с помощью лазерного луча. Как заявил глава «Роскосмоса» Рогозин, в рамках проекта «Сфера» госкорпорация будет заниматься лазерной связью. С помощью лазера они смогли установить связь с «Психеей», которая сейчас находится в 16 миллионах километрах от Земли. Так вот, передача лазерного сигнала одноимённым зондом "Психея" была экспериментом NASA.
Airbus внедрит высокоскоростную лазерную связь
В рамках НИР «Лазер» планируется разработка двух терминалов межспутниковой связи, а в последующем — наземного оборудования для связи «космос — Земля». В рамках другой работы — «Типоряд» — будет вестись поиск технологий создания масштабируемых унифицированных спутниковых платформ для группировок связи и ДЗЗ. Идеология проста: несмотря на разную специфику, космические аппараты должны базироваться на одних и тех же технических решениях. Тем не менее все эти спутники относятся к малым, и для них будет создана линейка унифицированных платформ». Работой по «Типоряду», в которой участвуют как предприятия Роскосмоса, так и частные компании всего около десяти организаций , руководит генеральный конструктор по автоматическим космическим комплексам и системам Виктор Хартов. Наконец, в рамках НИР «Цифра» ставится задача перехода к гибким цифровым полезным нагрузкам для перспективных телекоммуникационных cпутников. Это позволит оптимально использовать аппарат, корректировать его зоны обслуживания и перераспределять мощность в лучах, а в перспективе обеспечить перенос сигнала в другую полосу частот. Космический аппарат, обладающий такими возможностями, будет способен рационально использовать все свои ресурсы: например, если того потребует чрезвычайная ситуация или меняющийся рынок телекоммуникационных услуг.
Сегодня, к сожалению, практически все гражданские спутники связи создаются с использованием иностранных комплектующих. Что такое лазерная связь? Она позволяет соединять космические аппараты не только с наземными станциями, но и друг с другом. Благодаря высокой пропускной способности линий лазерной связи появляется возможность минимизировать количество наземных пунктов связи, расширяя зону покрытия. По сравнению с радиосвязью лазерная обладает большей скоростью передачи данных, меньшим энергопотреблением и низкой возможностью перехвата. Основным ее недостатком является необходимость точного наведения луча, захвата и слежения за космическим аппаратом. Поскольку расходимость лазерного пучка очень невелика, задача попасть лучом с одного спутника в оптическое приемное устройство другого чрезвычайно сложна на расстоянии в 1000 километров от источника излучения пучок имеет диаметр всего 10 метров — нужен компромисс между точностью наведения и мощностью лазера.
Кроме того, лазерный луч — отличное решение в вакууме, но в условиях атмосферы это не самый лучший выбор в качестве линии связи из-за существенного затухания сигнала в облаках, дожде и тумане. Мониторинг Земли на новых технологиях Еще год назад заявлялось, что по проекту «Сфера» на низкие орбиты будет выведено более 200 малых космических аппаратов высокопериодичного всепогодного мониторинга Земли «Беркут». Предполагалось, что они будут нескольких типов — обзорные, высокодетальные и радиолокационные. По функционалу спутников планы не поменялись, но вот разговоры о численности группировки пока преждевременны. За прошедшие два года с момента начала проектирования системы возможности аппаратов улучшились. Например: если ранее в параметры обзорного мониторинга закладывалось разрешение 2.
Основной задачей «Импульса-1» является сбор данных.
В течение ближайших шести месяцев — года исследователи планируют собрать достаточно данных для разработки следующей версии спутника. Ожидается, что эта версия спутника будет обладать расширенными возможностями, что сделает ее реальным конкурентом на коммерческом рынке. Что такое квантовая связь:.
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.
Эти исследования важны для оптимизации функциональности и использования лазерной связи в будущих космических миссиях. Пожалуйста, оцените статью: Ваша оценка: None Средняя: 5 1 vote Источник и :.
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.
Установлен мировой рекорд дальности передачи лазерного сигнала
Также известные как межспутниковые линии связи, космические лазеры могли бы улучшить сеть Starlink, позволяя ей обмениваться данными между спутниками на орбите, а не передавать их на землю. SpaceX испытала на орбите два спутника Starlink, оснащенных такими межспутниковыми лазерными связями - об этом сообщили во время стрима по запуску очередной партии Starlink.
Что случилось? В 2024 году «Росатом» протестирует технологию космической лазерной связи. Что это значит? Как пишет газета «Страна Росатом», космическая лазерная связь будет передавать информацию по световому каналу с Земли на низкоорбитальные спутники.
Большие внешние поля, из-за чего легко перехватить информацию.
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. Кроме того, мы смогли отправить некоторые данные, то есть обменяться «битами света» из космоса и в космос».
Изделия могут применяться в радиолокации, телекоммуникациях, авиации, системах криптозащиты, машинном зрении и лазерной дальномерии. Входящее в состав холдинга предприятие «Оптрон» демонстрирует на выставке широкую линейку диодов различных типов в корпусе для поверхностного монтажа. Устройства используются в составе радиостанций, радиодальномеров и радиовысотомеров, в аппаратуре шифрования сигналов, маршрутизаторах доступа, бортовом оборудовании летательных аппаратов и радиолокационных станциях. Изделия представляют собой высокочувствительные полупроводниковые приборы, преобразующие свет в электрический сигнал.
Лазерная связь - еще один способ беспроводной связи
Устройство связи ориентировалось на лазерный сигнал «маяка», отправленный с Земли. В этом заключается идея применения лазерной связи, также известной как оптическая связь, вместо радиоволн. Смысл в том, что преимуществом использования лазерной связи перед радиоволнами является увеличенная полоса пропускания, позволяющая передавать больше данных за меньшее время. Лазерная связь обладает рядом преимуществ, включая высокую скорость и энергоэффективность, но сталкивается с вызовами. Transcelestial создала запатентованную технологию беспроводной лазерной связи (иначе называемую беспроводной волоконной оптикой), которая сочетает в себе скорость оптоволокна. «Роскосмос» планирует заняться лазерной связью на околоземной орбите.