Для «Системы лазерной связи» (КЭ «СЛС») возможно и перспективно применение оптоэлектронных процессоров для увеличения скорости передачи данных.
Удачный эксперимент
- Заработал спутник лазерной связи. Это первый шаг к квантовым коммуникациям
- Лазерная связь заменит радио. Испытания на пороге очередного космического прорыва.
- "Дочка" "ИКС Холдинга" займется лазерной связью вслед за Starlink
- Все новости
Лазерная связь - еще один способ беспроводной связи
Возможность пересылать на Землю данные в режиме реального времени, изображения в высоком разрешении и транслировать видео из глубин космоса сделает будущие экспедиции человечества намного более продуктивными. Сегодня даже самые передовые космические аппараты тратят по полтора часа на то, чтобы отправить с Марса одно качественное изображение. 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.
Учёные получили подтверждение успешного размещения спутника на орбите и установили первые связи с ним. Планируется, что «Импульс-1» будет работать на орбите не менее двух лет. На борту спутника установлен прибор «РЕФОС», который предназначен для наблюдения за вспышками в солнечной короне в мягком рентгеновском диапазоне.
Лазерная связь не только обеспечит передачу колоссальных массивов данных с научных миссий, но также послужит надежным средством коммуникации между астронавтами и Землей во время исследования Луны, Марса и дальних границ космоса — доктор Джейсон Митчелл, директор дивизиона по передовым коммуникационным и навигационным технологиям SCaN. Сразу после монтажа оборудования, инженеры приступили к проведению испытаний и контрольных проверок с целью убедиться в нормальной работе ILLUMA-T. В настоящее время они осуществляют обмен данными с LCRD, ретранслятором, запущенным в 2021 году, который провел более 300 экспериментов по совершенствованию технологий лазерной связи в рамках программы NASA. Лазерная связь может изменить всю парадигму исследований для ученых на Земле, занимающихся научными и технологическими исследованиями на борту космической станции. 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.
После прибытия, груз был установлен на внешней области станции. Благодаря этим компонентам, возможно осуществление дальнейшей навигации и сопровождения LCRD, расположенного на геосинхронной орбите. Оптический модуль ILLUMA-T имеет размеры, сравнимые с микроволновой печью, а его полезная нагрузка соответствует стандартному холодильнику. Лазерная связь не только обеспечит передачу колоссальных массивов данных с научных миссий, но также послужит надежным средством коммуникации между астронавтами и Землей во время исследования Луны, Марса и дальних границ космоса — доктор Джейсон Митчелл, директор дивизиона по передовым коммуникационным и навигационным технологиям SCaN. Сразу после монтажа оборудования, инженеры приступили к проведению испытаний и контрольных проверок с целью убедиться в нормальной работе ILLUMA-T. В настоящее время они осуществляют обмен данными с LCRD, ретранслятором, запущенным в 2021 году, который провел более 300 экспериментов по совершенствованию технологий лазерной связи в рамках программы NASA. Лазерная связь может изменить всю парадигму исследований для ученых на Земле, занимающихся научными и технологическими исследованиями на борту космической станции. 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.
Airbus внедрит высокоскоростную лазерную связь
Межспутниковая лазерная связь одна из ключевых концепций в Starlink, что сделает сеть независимой от наземных станций сопряжения и позволит передавать траффик напрямую от. быстро и качественно, надежно и эффективно решает проблему ближней связи между двумя зданиями, находящимися на расстоянии до 1200 м и в прямой видимости. Системы лазерной связи упаковывают данные в колебания световых волн в лазерах, кодируя сообщение в оптический сигнал, который передаётся на приёмник через инфракрасные лучи.
Лазерная связь - еще один способ беспроводной связи
Новые лазерные системы связи могут обеспечить быструю передачу огромных объемов данных с Луны. Системы лазерной связи легче, гибче и безопаснее радиочастотных систем, при этом могут использоваться совместно с ними. Новые лазерные системы связи могут обеспечить быструю передачу огромных объемов данных с Луны. Так вот, передача лазерного сигнала одноимённым зондом "Психея" была экспериментом NASA. Система оптической связи Орион Artemis II (O2O) обеспечит лазерную связь во время миссии Artemis II. Лазерная связь, использующая инфракрасный свет для передачи данных, обладает рядом преимуществ перед радиосвязью, включая высокую скорость и возможность передачи на.
Лазерной связью в России будет заниматься «Роскосмос»
Как посмотреть запуск новой связи NASA? Запуск будет показан в прямом эфире на телеканале NASA. Можно перейти на соответствующий веб-сайт или использовать встроенную выше видеотрансляцию.
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.
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».
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».
Подписка на дайджест
- Лазерной связью в России будет заниматься «Роскосмос» - АБН 24
- НАСА передало на Землю данные со скоростью 200 Гбит/с с помощью лазера / Хабр
- Проект «Сфера» переходит к практической реализации
- Деятельность
- Рекомендации
Лазерной связью в России будет заниматься «Роскосмос»
TBIRD продемонстрирует возможности лазерной связи с высокой скоростью передачи данных от CubeSat на низкой околоземной орбите. Потому лазерная связь — это связь скрытная, что крайне выгодно отличает ее от привычных технологий передачи данных. Лазерная связь между спутниками связи на орбите предоставит возможность абонентам на Земле обмениваться данными с малыми задержками, что позволит пассажирам самолётов.
Российские разработчики представили проект лазерной связи в космосе
| НАСА протестировало лазерную связь в космосе на расстоянии свыше 16 000 000 км | “Широкополосная лазерная связь для околоземной орбиты и спутников на Лунной орбите доказана, но дальний космос создает новые проблемы”. |
| Луч на Землю: В NASA сообщили о получении лазерного сигнала из космоса | быстро и качественно, надежно и эффективно решает проблему ближней связи между двумя зданиями, находящимися на расстоянии до 1200 м и в прямой видимости. |
| Космическая лазерная связь - это будущее подключения к Интернету | SpaceLink планирует провести демонстрацию ретрансляции данных в 2024 году после тестирования на орбите своих спутников связи. |
NASA передала лазерное сообщение на расстоянии в 16 миллионов километров
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. Помимо этого, имеется ряд других требований, выполнение которых необходимо для устойчивой работы оборудования, поэтому для выбора и монтажа системы лучше обратиться к специалистам. Приемопередатчик лазерных систем связи выполняется в защищенном и обогреваемом корпусе. При разработке лазерных приемопередатчиков были приняты специальные меры для обеспечения их устойчивой работы во всем диапазоне погодных условий. Например, для защиты от прямых встречных лучей солнца объектив приемника закрыт блендой, а для защиты от гидрометеоритов снега и дождя и птиц диаметр луча сделан большим около 2 м в области приемника.
Следует отметить, что туман оказывает гораздо большее влияние на качество передачи, чем снег и дождь. Это связано с тем, что на капельках тумана, представляющих собой мелкодисперсионную пыль, луч рассеивается сильнее, чем на капельках дождя или частицах снега. Подобной неприятности можно избежать, выбрав оборудование, обеспечивающее запас по дальности связи т. Время развертывания свертывания лазерного оборудования составляет несколько часов, что удобно при необходимости быстрого подключения какого-либо оборудования в случае отсутствия канала связи или его аварии, а также при переезде фирмы. При этом вам не придется делать выбор: оставлять или нет проложенные коммуникации? Вы сэкономите свои силы и избежите ненужных и обременительных затрат. Как указывалось ранее, лазерные приемопередатчики можно устанавливать как снаружи, так и внутри здания. Чтобы предотвратить рассеивание луча на каплях дождя, стекающих по внешней стороне стекла, оборудование рекомендуется устанавливать вблизи верхней части стекол. Выводы и выгоды Лазерная связь является альтернативой радио-, кабельной и волоконно-оптической связи.
НАСА планирует важный шаг к достижению этой цели, запустив и протестировав свою первую двустороннюю сквозную лазерную систему связи. Она известна как демонстрационный модем для пользователей с интегрированной лазерной ретрансляцией на низкой околоземной орбите и терминал усилителя ILLUMA-T. LCRD, находящийся на геостационарной орбите, затем будет передавать сигналы на наземные станции в Калифорнии и на Гавайях.
Это важный аспект, так как, отмечают исследователи, существующая технология ограничена природными факторами. 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.
Такой интернет позволит моментально передать, например, изображение, которое сделал спутник над Вашингтоном , в Москву. Дело в том, что спутнику, который находится над Америкой , лететь к Москве будет долго, соответственно, картинку мы будем ждать несколько часов. 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.
В NASA испытали лазерный «интернет»: 25 Мбит/с на расстояние 226 миллионов километров
НАСА планирует важный шаг к достижению этой цели, запустив и протестировав свою первую двустороннюю сквозную лазерную систему связи. Она известна как демонстрационный модем для пользователей с интегрированной лазерной ретрансляцией на низкой околоземной орбите и терминал усилителя ILLUMA-T. LCRD, находящийся на геостационарной орбите, затем будет передавать сигналы на наземные станции в Калифорнии и на Гавайях.
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. 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.
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. 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.
Но время не ждет! Связь необходима, причем порой надо передавать и голос и данные. Возникает вопрос: каким образом наладить связь одного здания с другим? Ответ прост: воспользуйтесь беспроводным оборудованием.
Мы хотим представить читателям новый, еще недостаточно широко известный в России вид беспроводной связи — лазерную связь. Кроме того, мы постараемся показать ее преимущества перед другими видами связи. Сравнение различных способов построения канала связи Будем недалеки от истины, если предположим, что большинство компаний испытывают проблемы, связанные с недостатком каналов связи. Как их решить?
Создавать ли новую инфраструктуру? Модернизировать ли уже существующую? Какой путь выбрать? И в какую сумму это обойдется?
Приблизительно такие вопросы задают себе руководители подразделений технической поддержки и обеспечения 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.