Лазерная связь обладает рядом преимуществ, включая высокую скорость и энергоэффективность, но сталкивается с вызовами.
Российский космический эксперимент «Система лазерной связи» (КЭ «СЛС»)
В 2024 году «Росатом» протестирует технологию космической лазерной связи. Лазерная связь сильно зависит от атмосферных показателей, с радиосвязью же вопрос давно изучен и отработан», — заключил эксперт. Лазерную связь успешно протестировали на расстоянии в 226 миллионов километров.
Российская сеть лазерных станций
| NASA испытало систему лазерной связи на орбите | Задача связи на таких дистанциях требует астрономической точности, но, в случае успеха, сулит огромные преимущества, поскольку лазерный свет имеет более короткие длины волн. |
| Установлена лазерная связь со спутником на расстоянии 16 миллионов километров | С точки зрения эффективности лазерная связь позволяет добиться роста скорости передачи данных в 10—100 раз, если сравнивать с применяемой сейчас. |
| Лазерный интернет: как оптическая связь изменит всю авиацию | С помощью лазера они смогли установить связь с «Психеей», которая сейчас находится в 16 миллионах километрах от Земли. |
| Российская сеть лазерных станций | С точки зрения эффективности лазерная связь позволяет добиться роста скорости передачи данных в 10—100 раз, если сравнивать с применяемой сейчас. |
| Российский космический эксперимент «Система лазерной связи» (КЭ «СЛС») - | С помощью лазера они смогли установить связь с «Психеей», которая сейчас находится в 16 миллионах километрах от Земли. |
В NASA испытали лазерный «интернет»: 25 Мбит/с на расстояние 226 миллионов километров
Это способствует созданию умных и эффективных домов. Беспроводная коммуникация в космосе: Космические исследования и миссии требуют передованных технологий связи. Терминалы лазерной связи способны обеспечить эффективную и высокоскоростную беспроводную связь между космическими аппаратами, спутниками, станциями и земными контрольными центрами. Это особенно критично, учитывая ограниченность проводных технологий в космических условиях. Проект ставит перед собой задачу улучшить передачу данных в ключевых областях, где надежность и скорость играют решающую роль. Мы стремимся создать технологически передовые терминалы лазерной связи, которые станут надежной основой для будущего развития беспилотной авиации и телекоммуникаций.
К ним относятся высокоскоростные оптические модемы, разработанные для оптоволоконных телекоммуникаций, и высокоскоростные хранилища большого объёма для хранения данных. Так, компоненты лазера не были предназначены для работы в суровых условиях космоса. Во время теплового испытания, имитирующего экстремальные температуры, расплавились волокна в усилителе оптического сигнала. Чтобы решить эту проблему, исследователи работали с поставщиком усилителя. Устройство модифицировали так, чтобы оно выделяло тепло за счёт проводимости. 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.
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. Тем самым NASA получило возможность заявить, что впервые по оптике были переданы инженерные данные с борта космического корабля из глубокого космоса. 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.
Лазерная передача научных данных из глубокого космоса Во время испытаний 8 апреля команда проекта также дала команду полетному лазерному приемопередатчику на оптическую передачу данных, сгенерированных "Психеей". Кен Эндрюс, руководитель летных операций по проекту в JPL, пояснил: "Это была передача небольшого количества данных за короткий промежуток времени, но тот факт, что мы делаем это сейчас, превзошел все наши ожидания". Недавно JPL провела эксперимент по использованию Паломарской обсерватории, экспериментальной оптической радиочастотной антенны в комплексе глубокой космической связи DSN в Голдстоу, Калифорния, и детектора на горе Столовая для одновременного приема одного и того же сигнала. Организация нескольких станций на Земле, имитирующих большой приемник, может помочь усилить сигнал из дальнего космоса. Эта стратегия также может быть полезна, если одна из станций не работает из-за неблагоприятных погодных условий, поскольку другие станции все равно могут принимать сигнал.
Система «Сфера» получит лазерную связь
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. Тем самым NASA получило возможность заявить, что впервые по оптике были переданы инженерные данные с борта космического корабля из глубокого космоса.
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. Этот перечень можно продолжить, поскольку существующие в настоящее время лазерные системы имеют большой набор устройств сопряжения с разнообразным сетевым оборудованием табл. Системы лазерной связи строятся по модульному принципу, поэтому их возможности могут легко расширяться путем установки дополнительных модулей. Важно отметить и тот факт, что лазерные системы не представляют опасности для здоровья человека, поскольку имеют низкую мощность излучения. Использование же стандартного многомодового ВОК для подключения сетевого оборудования к лазерному передатчику гарантирует передачу данных без радиочастотного и электромагнитного излучений. Лазерные системы развиваются в направлении повышения скорости обмена и дальности связи. Их использование будет особенно привлекательным для объединения сегментов ЛВС, в том числе построенных по высокоскоростным технологиям гигабитная Ethernet и ATM.
Способы монтажа лазерного оборудования Существует несколько способов монтажа лазерного оборудования, их формально можно разделить на наружные на стене или на крыше и внутренние за окном. На рис. Чтобы облегчить установку оборудования, фирмы-производители предлагают специальные металлические конструкции. Тип лазерной системы выбирается в зависимости от вида интерфейсов УАТС и или сетевого оборудования см. Информация ЛВС доставляется к лазерному приемопередатчику от сетевого оборудования, имеющего соответствующий электрический или оптический интерфейс. В этом случае УАТС подключается непосредственно к лазерному оборудованию пример такого подключения показан на рис. Если УАТС не имеет таких интерфейсов, то для ее подключения используют различные аналоговые линии, а передаваемый по ним сигнал оцифровывается с помощью внешнего мультиплексора. Кроме моделей лазерного оборудования, перечисленных в табл. Как показано на рис.
Выполнение этого требования обязательно, иначе связь невозможна.
Напомним, что в прошлом году исполнительный директор «Роскосмоса» по развитию бизнеса и коммерциализации Антон Жиганов сообщал, что проект «Сфера» является доработанной версией системы «Эфир», которая способна одновременно обеспечивать связью 10 тыс. И подписывайтесь на канал «Телеспутника» в «Яндекс.
Понравилась статья?
Топ-менеджер Роскосмоса не скрывает, что на текущий момент «Сфера» серьезно отличается от первоначального варианта 2019 г. Он считает, что сказалось стечение обстоятельств: «В последнее время произошло несколько хорошо известных событий, которые повлекли за собой колоссальные расходы государства.
Это и пандемия, последствия которой повлияли на социально-экономическую ситуацию в стране, и санкции, под которые попали ряд российских предприятий и отраслей. Думаю, задержка с согласованием и все внесенные изменения вызваны именно этими форс-мажорными обстоятельствами». Тем не менее все это время Роскосмос продолжал вести разработку и продвижение фронтальной стратегии развития Госкорпорации, в основе которой заложен проект «Сфера». В целом предстоящий трехлетний этап «Сферы» можно назвать подготовительным: в его рамках будут отрабатываться различные технологии и изготавливаться опытные образцы техники.
От результатов этапа зависит, по какому пути пойдет процесс серийного производства и развертывания группировок на орбитах. При всех изменениях основная идея проекта — космос для человека — остается прежней. 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.
Лазерный интернет: как оптическая связь изменит всю авиацию
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.
Чтобы решить эту проблему, исследователи работали с поставщиком усилителя. Устройство модифицировали так, чтобы оно выделяло тепло за счёт проводимости. 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.
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.
Кен Эндрюс, руководитель летных операций по проекту в JPL, пояснил: "Это была передача небольшого количества данных за короткий промежуток времени, но тот факт, что мы делаем это сейчас, превзошел все наши ожидания". Недавно JPL провела эксперимент по использованию Паломарской обсерватории, экспериментальной оптической радиочастотной антенны в комплексе глубокой космической связи DSN в Голдстоу, Калифорния, и детектора на горе Столовая для одновременного приема одного и того же сигнала. Организация нескольких станций на Земле, имитирующих большой приемник, может помочь усилить сигнал из дальнего космоса. Эта стратегия также может быть полезна, если одна из станций не работает из-за неблагоприятных погодных условий, поскольку другие станции все равно могут принимать сигнал.
Система «Сфера» получит лазерную связь
Основным преимуществом использования лазерной связи по сравнению с радиоволнами является увеличенная полоса пропускания. С точки зрения эффективности лазерная связь позволяет добиться роста скорости передачи данных в 10—100 раз, если сравнивать с применяемой сейчас. TBIRD продолжает внедрение оптической связи НАСА, демонстрируя преимущества лазерной связи для околоземных научных миссий. Технология оптической связи из далекого космоса прошла очередную проверку в эксперименте NASA. Миссия НАСА Psyche, которая отправилась на исследование астероида 16 Psyche в Главном поясе, успешно провела первый тест лазерной связи в глубоком космосе. Сообщается, что предыдущий рекорд дальности передачи стабильного лазерного луча значительно превзойден.
«Роскосмос» проведет эксперимент по лазерной связи в 2023 году
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.
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.
SpaceX испытала на орбите два спутника Starlink, оснащенных такими межспутниковыми лазерными связями - об этом сообщили во время стрима по запуску очередной партии Starlink. Она добавила, что, как только SpaceX будет иметь межспутниковую лазерную связь, работающую последовательно по всей сети, "Starlink станет одним из самых быстрых вариантов передачи данных по всему миру.
Такое снижение веса крайне важно для космических миссий, где важна каждая унция. Кроме того, лазерная связь обеспечивает повышенную безопасность по сравнению с традиционными радиоволнами, поскольку ее сложнее перехватить и декодировать. Этот аспект особенно важен для чувствительных миссий и связи с секретной информацией. Кроме того, лазерная связь позволяет создавать более гибкие наземные системы, обеспечивая лучшую адаптивность и масштабируемость сетей связи. После прибытия полезная нагрузка была установлена на японском экспериментальном модуле-объекте станции.
Плюсы и минусы лазерной связи
- Проект «Сфера» переходит к практической реализации
- «Роскосмос» проведет эксперимент по лазерной связи в 2023 году — Реальное время
- Космическая лазерная связь - это будущее подключения к Интернету
- Содержание
- Плюсы и минусы лазерной связи
Российские разработчики представили проект лазерной связи в космосе
Положение Psyche 8 апреля, когда лазерный приемопередатчик DSOC передал данные со скоростью 25 Мбит/с на расстояние 225,3 млн. километров на Землю. Переход на лазерную связь позволит увеличить пропускную способность от 10 до 100 раз по сравнению с радиосвязью. Межспутниковая лазерная связь одна из ключевых концепций в Starlink, что сделает сеть независимой от наземных станций сопряжения и позволит передавать траффик напрямую от. Однако установка космической связи на основе лазеров сопряжено с рядом технических -первых, лазерный свет формирует достаточно узкий лучи.
Новости партнеров
- NASA запускает лазерную связь сегодня, 5 декабря
- "Дочка" "ИКС Холдинга" займется лазерной связью вслед за Starlink
- Космическая лазерная связь - это будущее подключения к Интернету
- В России появился конкурент Starlink по внедрению лазерной связи в космосе
Росатом запланировал эксперимент с космической лазерной связью на 2024 год
Проект набирает команду, включая руководителя, администратора, архитектора ПО и системного инженера — об этом говорится в соответствующих объявлениях о найме на работу. Инвестиции в проект составили 2 млрд рублей от ВТБ, при этом структура собственности компании не раскрывается. Эксперты подчеркивают перспективность проекта в свете развития космических технологий и важность научной базы для его реализации.
Цифровой прорыв: как искусственный интеллект меняет медийную рекламу 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.
Тогда на Землю, которая находилась в 31 млн км, было отправлено 15-секундное видео в сверхвысоком разрешении, рассказывает сайт NASA. Теперь аппарат отдалился от дома еще больше, и скорость передачи данных упала.
Чтобы выполнить обещанное, мы создали производственные мощности, которые станут крупнейшими в мире по производству беспроводных волоконно-оптических устройств класса CENTAURI.
Это приведет нашу инновационную запатентованную технологию оптического выравнивания в реальном времени и компенсации погодных условий к коммерческой цене », - сказал д-р Мохаммад Данеш, технический директор и соучредитель Transcelestial. Transcelestial также разрабатывает созвездие малых спутников на низкой околоземной орбите с целью обеспечения сверхскоростного подключения к магистральной сети.
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.
Установлена лазерная связь на расстоянии 16 миллионов километров. Это в 40 раз дальше Луны
| Земля впервые получила лазерный сигнал с расстояния 16 миллионов километров | Эксперимент НАСА "Оптическая связь в глубоком космосе" (DSOC) призван проложить путь к использованию лазерной связи для передачи данных из глубокого космоса. |
| Российские разработчики представили проект лазерной связи в космосе | NASA передало информацию к зонду Psyche, который отправляется к астероиду Психея, с помощью лазерной системы связи. |
| NASA установило новый рекорд лазерной связи в космосе - 226 млн км | В NASA пояснили, что новая система лазерной связи предназначена для передачи данных из глубокого космоса. |
Российские разработчики представили проект лазерной связи в космосе
| Российские учёные наладили связь со спутником, наблюдающим за Солнцем | Российские учёные и инженеры успешно установили связь с микроспутником «Импульс-1», который был разработан для изучения Солнца и проверки лазерной спутниковой связи. |
| NASA испытало систему лазерной связи на орбите | Лазерная связь сильно зависит от атмосферных показателей, с радиосвязью же вопрос давно изучен и отработан», — заключил эксперт. |
| CubeSat продемонстрирует самую быструю лазерную связь NASA из космоса » Android-Robot | Холдинг Росэлектроника Госкорпорации Ростех представляет на выставке Связь-2024 образцы перспективной электронной компонентной базы, разработанные в рамках программы. |
| В NASA испытали лазерный «интернет»: 25 Мбит/с на расстояние 226 миллионов километров | Беспроводные терминалы лазерной связи могут обеспечить надежную связь между научными группами, базовыми лагерями и исследовательскими станциями, преодолевая преграды и. |
«Роскосмос» проведет эксперимент по лазерной связи в 2023 году
Технология оптической связи из далекого космоса прошла очередную проверку в эксперименте NASA. Лазерная связь будет полезна как для МКС, так и для будущих полетов на Луну и Марс. В этом заключается идея применения лазерной связи, также известной как оптическая связь, вместо радиоволн. “Широкополосная лазерная связь для околоземной орбиты и спутников на Лунной орбите доказана, но дальний космос создает новые проблемы”.