Испытания лазерного канала связи между воздушным судном и спутником на низкой околоземной орбите (LEO), о которых сообщается, были проведены компаниями General Atomics Electromagnetic Systems (GA-EMS) и Kepler Communications.

В ходе испытаний, находящихся на стадии «проверки концепции», использовался оптический терминал связи (OCT), установленный на самолете De Havilland Canada DHC-6 Twin Otter. Целью было установление дуплексной связи со спутником Kepler.

Терминал OCT был разработан в рамках военной программы SDA «Распространенная архитектура истребителей», диаметр терминала – 30 см (или речь об апертуре?), мощность лазера – 10 Вт. Заявляется, что этот девайс способен передавать данные со скоростью 2.5 Гбит/с на расстояние 5500 км, отслеживая лучом спутник, смещающийся с угловой скоростью до 25° в секунду. В рамках испытаний линка самолет-спутник удалось достичь скорости "только" около 1 Гбит/с.

«Наша команда достигла важной вехи в проверке концепции», — сказал Скотт Форни, президент GA-EMS. «Воздушный OCT выполнил наведение, обмен рукопожатиями, захват и сопровождение спутника, совместимого с Tranche 0, а затем передал пакеты данных для проверки возможностей восходящей и нисходящей линий связи. Наш OCT предназначен для устранения разрывов в связи, обеспечивая безопасную и надежную передачу данных для поддержки тактических и оперативных задач».

LEO-спутники Kepler взаимодействуют друг с другом с использованием лазерной связи (OISL), аналогично тому, как это устроено в созвездии Starlink. Оптические межспутниковые линии связи позволяют достигать высоких скоростей передачи данных, низкой задержки и повышенной безопасности по сравнению с традиционными RF-каналами благодаря узконаправленному лучу.

Есть и ограничения. Если в космосе распространению лазерного луча почти ничто не мешает, кроме пыли, то в земной атмосфере все сложнее, причем есть сильная зависимость от высоты самолета.

Нижние слои атмосферы (тропосфера, до ~12 км): здесь сосредоточена основная масса воздуха, облака, аэрозоли, водяной пар и пыль. Это основной источник проблем для лазерного луча, который рассеивается на частицах воды и пыли, а особенно в туман, дождь или снег. Есть и проблема турбулентности атмосферы, неоднородности температуры и давления, что вызывает флуктуации плотности воздуха. Это приводит к дрожанию и искажению лазерного луча, снижая стабильность связи.

На высотах верхних слоев тропосферы или в нижней стратосфере выше влияние воздуха уменьшается, здесь остается по сути только атмосферная турбулентность.

Для компенсации атмосферных искажений и обеспечения точного наведения используются сложные технологии.

Прежде всего, адаптивная оптика. Система в реальном времени измеряет искажения волнового фронта луча и компенсирует их за счет гибкого зеркала, которое деформируется, чтобы компенсировать эти искажения. Кроме того, используется избыточная мощность и помехоустойчивые коды, позволяющие исправлять ошибки при передаче.

Тема лазерной связи все более разогревается. Недавно мы обсуждали «лазерный интернет» от Taara, США, а также узнали, что и в России темой активно занимаются, например, в компании Мостком и не только в ней.

--

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: технологии связи горизонты техники горизонты технологий лазерная связь

--