В Китае провели тест канала связи спутник-Земля, использовав лазер и спутник на геостационарной орбите. Некоторые зачем-то начали сравнивать этот тест со Starlink, но параллелей немного. Системы основаны на различных подходах и предназначены для различных целей.

Если Starlink работает с терминалами на и вблизи поверхности планеты с помощью радиотехнологий, то в китайской системе для этого используется мощный лазер. Поскольку расстояние в 36 тысяч км это намного дальше, чем орбиты с удалением около 500 км от поверхности, даже лазерный луч сталкивается с большим рассеянием по пути к Земле, особенно в атмосфере. Что требует сочетания мощного источника, оптики с большой апертурой и сверхстабильного управления наведением. Только так можно достичь приемлемого отношения сигнал/шум, да и то, лишь в ясную погоду.

Китайцы применили гибридный подход – задействовали одновременно так называемую адаптивную оптику (AO) и прием с разнесением мод (MPM).

• АО обеспечивает необходимые замеры и коррекцию аберраций волнового фронта в реальном времени, для этого применяется деформируемое зеркало (точнее набор из сотен MEMS-управляемых микрозеркал). Метод дорогой и сложный, то, что его смогли использовать на таком удалении между приемником и передатчиком – мощно!
• MMP использует разные моды (в эксперименте их было 8) для борьбы с замираниями – если одна мода ухудшается, то выбирается другая, более качественная в данный момент (алгоритм все время для этого выбирает 3 наиболее качественных канала). Это прекрасное решение, своего рода MIMO, но в оптическом диапазоне. Благодаря «алгоритмам выбора пути» удается поддерживать сравнительно стабильную скорость передачи данных, даже несмотря на турбулентность атмосферы.

Разработка получила практическое подтверждение, тесты в условиях Лицзяньской обсерватории показали работоспособность и оборудования, и алгоритмов. Была достигнута скорость передачи данных в 1 Гбит/с, мощность лазера – всего 2 Вт. В наземном «телескопе» используется 357 микрозеркал, которые корректируют искажения волнового фронта из-за атмосферной турбулентности. Заявляется, что MMP позволяет повысить долю пригодных для использования сигнальных кадров с примерно 72% до более, чем 91.1%.

Но никакие ухищрения (из доступных человеку сегодня) не могут отменить расстояния до геостационарной орбиты. Что означает задержку распространения сигнала от 480 мс и более. Так что никаких онлайн игр, видеозвонков в реальном времени и т.п. В отличие от Starlink с его десятками миллисекунд, почти как в сетях 4G/LTE.

Второе ограничение – все эти техночудеса доступны только в условиях ясного, безоблачного неба. Так что, возможно, никуда не деться от необходимости строить несколько наземных станций, чтобы снизить зависимость от метеоусловий.

На китайское решение спрос конечно найдется, но пока что не у массовых клиентов, а у военных, правительства и бизнеса. Это хорошее решение для ситуаций, когда нужно передать большой объем данных, например, между континентами – один спутник может заменить ПВОЛС или цепочку наземных станций, соединенных оптоволокном. С его помощью можно подключить космический сегмент AI-ЦОД к наземному или объединить такими каналами несколько наземных AI-ЦОД.

Развитие такой технологии — это вопрос национальной безопасности и технологической независимости, позволяющий создавать защищенные каналы связи, не зависящие от наземной инфраструктуры на территории других стран. Система также может пригодиться в качестве опорной транспортной сети для LEO-спутников, работающих напрямую с клиентами на Земле. Или, например, обеспечить передачу сигнала с лунной базы, когда ее построят, в центры управления в Китае.

В США темой лазерной связи космос-Земля тоже занимаются, есть демонстратор технологий NASA LCRD – скорость около 1.2 Гбит/с, но насчет эффективности есть вопросы. Есть разработки на эту тему в Европе (EDRS) и в Японии (LUCAS).

В Китае показывали и 10 Гбит/c с орбиты, со спутника Shijian-20 (2020 год), но предположительно использовался куда более мощный и менее эффективный лазер. Лазерная технология используется и для подключения низкоорбитальной спутниковой группировки Цзилинь-1, в 2024 году были показаны поразительные 100 Гбит/с. Планируется, что к 2027 году на орбите будет не менее 300 спутников, оснащенных возможностью поддерживать быструю оптическую связь с объектами на поверхности Земли.

больше информации по теме можно найти в ts2.tech

--

За новостями телекома и IT удобно следить в телеграм-канале abloud62. Региональные новости и анонсы пресс-релизов вы найдете в канале abloudRealTime, также подключайтесь к каналу Бойко про телеком ВКонтакте

теги: спутниковая связь лазерная связь геостационарные спутники Китай оптические технологии спутник-земля

--