Lazer iletişim çağı yaklaşıyor: teknolojinin yaratıcısından detaylar. Uzay lazer iletişim sistemi

20. yüzyılın ortalarından itibaren, mikrodalgalar üzerine aktif araştırmalar başladı. Amerikalı fizikçi Charles Towns, mikrodalga ışınının yoğunluğunu artırmaya karar verdi. Amonyak moleküllerini ısıtarak veya elektrikle uyararak yüksek bir enerji düzeyine çıkaran bilim adamı, daha sonra içlerinden zayıf bir mikrodalga ışını geçirdi. Sonuç güçlü amplifikatör Townes'ın 1953'te "maser" olarak adlandırdığı mikrodalga radyasyonu. 1958'de Towns ve Arthur Shavlov bir sonraki adımı attılar: mikrodalgalar yerine görünür ışığı güçlendirmeye çalıştılar. Maiman, 1960 yılında ilk lazeri bu deneylere dayanarak yarattı.

Lazerin yaratılması, bilim ve teknolojinin önemli gelişimine katkıda bulunan çok çeşitli sorunları çözmeyi mümkün kıldı. Bu, 20. yüzyılın sonu ve 21. yüzyılın başında fiber optik iletişim hatları, tıbbi lazerler, malzemelerin lazerle işlenmesi (ısıl işlem, kaynak, kesme, oyma vb.), lazer yönlendirme ve hedef belirleme, lazer yazıcılar, barkod okuyucular ve daha fazlası. Tüm bu icatlar, sıradan bir insanın hayatını büyük ölçüde basitleştirmiş ve yeni teknik çözümlerin geliştirilmesine olanak sağlamıştır.

Bu makale aşağıdaki soruların cevaplarını sağlayacaktır:

1) Kablosuz nedir lazer iletişimi? Nasıl uygulanır?

2) Uzayda lazer iletişiminin kullanım koşulları nelerdir?

3) Lazer iletişimi için hangi ekipman gereklidir?

Kablosuz lazer iletişiminin tanımı, uygulanması için yöntemler.

Kablosuz lazer iletişimi, atmosfer veya vakum yoluyla iletilen optik aralıktaki (ışık) elektromanyetik dalgaları kullanan bir optik iletişim türüdür.

İki nesne arasındaki lazer iletişimi yalnızca noktadan noktaya bağlantı yoluyla gerçekleştirilir. Teknoloji, verilerin spektrumun kızılötesi kısmındaki modüle edilmiş radyasyonla atmosfer yoluyla iletilmesine dayanmaktadır. Verici, güçlü bir yarı iletken lazer diyottur. Bilgi, çeşitli gürültü bağışıklığı kodlarıyla kodlanan, bir optik lazer yayıcı tarafından modüle edilen ve vericinin optik sistemi tarafından dar bir kolimasyonlu lazer ışınına odaklanan ve atmosfere iletilen alıcı-verici modülüne girer.

Alıcı tarafta, optik sistem odaklanır optik sinyal optik ışını bir elektrik sinyaline dönüştüren oldukça hassas bir fotodiyot (veya çığ fotodiyodu) üzerinde. Aynı zamanda, frekans ne kadar yüksekse (1,5 GHz'e kadar), iletilen bilgi miktarı o kadar fazladır. Sinyal daha sonra demodüle edilir ve çıkış arayüzü sinyallerine dönüştürülür.

Uygulanan sistemlerin çoğunda dalga boyu, kullanılan lazer diyotuna bağlı olarak 700-950 nm veya 1550 nm arasında değişir.

Yukarıdakilerden, lazer iletişimi için temel enstrümantal elemanların bir yarı iletken lazer diyodu ve oldukça hassas bir fotodiyot (çığ fotodiyodu) olduğu sonucu çıkar. Nasıl çalıştıklarına daha yakından bakalım.

Lazer diyot - bir diyot temelinde oluşturulmuş yarı iletken bir lazer. Çalışmaları, bölgedeki ters popülasyonların ortaya çıkışına dayanmaktadır. Pn kavşağı yük taşıyıcıların enjeksiyonu üzerine. Modern bir lazer diyot örneği Şekil 1'de verilmiştir.

Çığ fotodiyotları, fotoelektrik etki nedeniyle ışığı elektrik sinyaline dönüştüren oldukça hassas yarı iletken cihazlardır. Çığ çoğaltma etkisi ile dahili amplifikasyon sağlayan fotodetektörler olarak düşünülebilirler. İşlevsel bir bakış açısından, bunlar fotoçoğaltıcıların katı hal analoglarıdır. Çığ fotodiyotları, düşük ışık güçlerini (≲ 1 nW) algılamak için kullanılmalarına izin veren diğer yarı iletken fotodedektörlerden daha hassastır. Modern bir çığ fotodiyot örneği Şekil 2'de verilmiştir.

Uzayda lazer iletişiminin kullanım koşulları.

Uzay iletişim sistemlerinin geliştirilmesinde umut verici yönlerden biri, bilgilerin bir lazer kanalı üzerinden iletilmesine dayalı sistemlerdir, çünkü bu sistemler büyük bir verim, daha az güç tüketimi ile, Genel boyutları ve şu anda kullanılan radyo iletişim sistemlerinden daha fazla alıcı-verici ekipman kütlesi.

Potansiyel olarak, uzay lazer iletişim sistemleri, 10-100 Mbps'den 1-10 Gbps'ye ve daha yüksek olan son derece yüksek bir veri akış hızı sağlayabilir.

Bununla birlikte, bir uzay aracı (SC) ile Dünya arasında lazer iletişim kanallarını uygulamak için çözülmesi gereken bir takım teknik problemler vardır:

• yarım bin kilometreden on binlerce kilometreye kadar olan mesafelerde ve taşıyıcıların kozmik hızlarda hareket ettiği durumlarda yüksek doğrulukta rehberlik ve karşılıklı izleme gereklidir.
• Bir lazer kanalı üzerinden bilgi alma ve iletme ilkeleri çok daha karmaşık hale gelir.
• Optoelektronik ekipman daha karmaşık hale geliyor: hassas optikler, hassas mekanikler, yarı iletken ve fiber lazerler ve oldukça hassas alıcılar.

Uzay lazer iletişiminin uygulanmasına ilişkin deneyler

Hem Rusya hem de Amerika Birleşik Devletleri, büyük miktarda bilgi iletmek için lazer iletişim sistemlerinin uygulanmasını deniyor.

RF Lazer İletişim Sistemi (SLS)

2013 yılında, kullanılarak bilgi aktarımı konusunda ilk Rus deneyi gerçekleştirildi. lazer sistemleri Dünya'dan Uluslararası Uzay İstasyonu'nun (ISS RS) Rusya Bölümü'ne ve geri dönüş.

Uzay deneyi "SLS", bir uzay lazer iletişim hattı üzerinden bilgi almak ve iletmek için Rus teknolojisi ve ekipmanını test etmek ve göstermek amacıyla gerçekleştirildi.

Deneyin amaçları şunlardır:

• uydular arası lazer veri iletim sisteminin standart ekipmanına dahil edilen ana teknolojik ve tasarım çözümlerinin ISS RS'de uzay uçuş koşullarında geliştirilmesi;
• bir lazer iletişim hattı kullanarak bilgi almak ve iletmek için teknolojinin geliştirilmesi;
• farklı atmosferik koşullarda "uzay aracı tahtası - yer noktası" lazer iletişim hatlarının olasılık ve çalışma koşullarının incelenmesi.

Deneyin iki aşamada gerçekleştirilmesi planlanmıştır.

İlk aşamada, alım ve iletim sistemi üzerinde çalışılmaktadır. bilgi akışı"ISS RS-Earth" (3, 125, 622 Mbit/sn) ve "Earth-ISS RS board" (3 Mbit/sn) hatları aracılığıyla.

İkinci aşamada, yüksek hassasiyetli bir yönlendirme sistemi ve "ISS RS - röle uydusu" hattı boyunca bilgi iletmek için bir sistem geliştirilmesi planlanmaktadır.

SLS deneyinin ilk aşamasında yer alan lazer iletişim sistemi iki ana alt sistem içermektedir:

• Uluslararası Uzay İstasyonu'nun Rusya bölümüne kurulu yerleşik lazer iletişim terminali (BTLS) (Şekil 3);
• Kuzey Kafkasya'daki Arkhyz optik gözlem istasyonuna kurulan yer lazer terminali (LLT) (Şekil 4).

CE'nin 1. aşamasındaki çalışma nesneleri:

• yerleşik lazer iletişim terminalinin (BTLN) ekipmanı;
• yer lazer iletişim terminali (LLT) ekipmanı;
• radyasyon yayılımının atmosferik kanalı.

Şekil 4. Yer tabanlı lazer terminali: optik-mekanik ünite ve ayar teleskopu içeren astroavilyon

Lazer iletişim sistemi (SLS) — 2. aşama.

Deneyin ikinci aşaması, ilk aşamanın başarıyla tamamlanmasından ve uydular arası bir lazer bilgi iletim sisteminin yerleşik terminali ile GSO için "Luch" tipi özel bir uzay aracının hazır olmasından sonra gerçekleştirilecektir. Maalesef ikinci aşamanın yapılıp yapılmadığına dair bir bilgiye açık kaynaklarda rastlanmadı. Belki de deneyin sonuçları sınıflandırıldı ya da ikinci aşama hiç gerçekleştirilmedi. Bilgi aktarım şeması Şekil 5'te gösterilmiştir.

OPALS ABD Projesi

Neredeyse aynı anda, Amerikan uzay ajansı NASA, OPALS (Lasercomm Science için Optik Yük) lazer sisteminin konuşlandırılmasına başlar.

OPALS Proje Yöneticisi ve NASA Jet Tahrik Laboratuvarı (Jet Tahrik Laboratuvarı, JPL) - "OPALS teknolojilerine dayalı olarak geliştirilecek olan geleceğin lazer iletişim sistemleri, büyük miktarda bilgi alışverişini sağlayabilecek, bu da bazı durumlarda bilimsel araştırmaları ve ticari girişimleri engelleyen darboğazı ortadan kaldıracaktır."

OPALS sistemi, bir optik kablo aracılığıyla bir lazer alıcı-vericiye bağlı elektroniği içeren kapalı bir kaptır (Şekil 6). Bu cihaz, bir lazer kolimatörü ve hareketli bir platform üzerine monte edilmiş bir izleme kamerası içerir. OPALS tesisi, bu Aralık ayında uzaya fırlatılacak olan Dragon uzay aracıyla ISS'ye gönderilecek. Teslimatın ardından konteyner ve verici istasyonun dışına kurulacak ve sistem için 90 günlük bir saha test programı başlayacak.

OPALS nasıl çalışır:

Optik İletişim Teleskop Laboratuvarı uzmanları, Dünya'dan uzay istasyonuna doğru bir işaret ışığı görevi görecek bir lazer ışını gönderecekler. Özel sürücüler yardımıyla bu sinyali yakalayan OPALS sisteminin ekipmanı, vericisini alıcı görevi görecek yer tabanlı teleskopa yönlendirecek ve bir yanıt sinyali iletecektir. Lazer ışınlarının yayılma yolunda herhangi bir parazit olmaması durumunda, bir iletişim kanalı kurulacak ve ilk defa yaklaşık 100 saniye sürecek olan video ve telemetri bilgilerinin iletimi bu kanal üzerinden başlayacaktır.

Avrupa veri aktarım sistemi (European Data Relay System kısaltması EDRS).

Avrupa Veri Aktarma Sistemi (EDRS), Avrupa Uzay Ajansı tarafından uydular, uzay araçları, insansız hava araçları (İHA'lar) ve yer istasyonları arasında bilgi iletecek ve geleneksel iletim yöntemlerinden daha hızlı bilgi sağlayacak gelişmiş sabit uydulardan oluşan bir takımyıldız oluşturmak üzere planlanan bir projedir. doğal ve insan kaynaklı felaketler karşısında bile veri hızı.

EDRS, yeni Lazer İletişim Terminali (LCT) lazer iletişim teknolojisini kullanacaktır. Lazer terminali, bilgilerin 1,8 Gbps hızında iletilmesine izin verecektir. LCT teknolojisi, EDRS uydularının neredeyse gerçek zamanlı olarak günde yaklaşık 50 terabayt veri iletmesini ve almasını sağlayacaktır.

İlk EDRS iletişim uydusu şuraya gidecek: durağan yörünge 2016'nın başında, Rus Proton fırlatma aracıyla Baikonur Cosmodrome'dan. Avrupa üzerinde jeosenkron yörüngeye girdikten sonra uydu, Copernicus Dünya Gözlem Uzay Programının dört Sentinel-1 ve Sentinel-2 uyduları, insansız hava araçları ve Avrupa'daki yer istasyonları arasında lazer bağlantıları kuracak. , Afrika, Latin Amerika, Orta ABD'nin doğu ve kuzeydoğu kıyıları.

İkinci, benzer bir uydu 2017'de, üçüncü uydunun ise 2020'de fırlatılması planlanıyor. Özetle, bu üç uydu lazer iletişimiyle tüm gezegeni kapsayabilecektir.

Uzayda lazer iletişiminin geliştirilmesi için beklentiler.

Radyo iletişimine kıyasla lazer iletişiminin avantajları:

• bilginin uzun mesafelere iletilmesi
• yüksek aktarım hızı
• veri iletimi için ekipmanın kompaktlığı ve hafifliği
• enerji verimliliği

Lazer iletişiminin dezavantajları:

• alıcı ve verici cihazların kesin olarak hedeflenmesi ihtiyacı
• atmosferik problemler (bulutluluk, toz vb.)

Lazer iletişimi, radyo iletişimine göre çok daha uzun mesafelerde veri iletmeyi mümkün kılar, yüksek enerji konsantrasyonu nedeniyle iletim hızı ve çok daha fazlası yüksek frekans taşıyıcı (büyüklük sırasına göre) de daha yüksektir. Enerji verimliliği, düşük ağırlık ve kompaktlık da birçok kez veya kat kat daha iyidir. Alıcı ve verici cihazların kesin olarak hedeflenmesi ihtiyacı biçimindeki zorluklar, modern teknik araçlarla çözülebilir. Ek olarak, alıcı yer cihazları, Dünya'nın bulutlu gün sayısının minimum olduğu bölgelerine yerleştirilebilir.

Yukarıda sunulan sorunlara ek olarak, başka bir sorun daha var - bu, lazer ışınının atmosferden geçerken sapması ve zayıflamasıdır. Kiriş farklı yoğunluktaki katmanlardan geçtiğinde sorun özellikle ağırlaşır. Bir lazer ışını da dahil olmak üzere bir ışık ışını, ortamlar arasındaki sınırlardan geçerken özellikle güçlü kırılma, saçılma ve zayıflamaya maruz kalır. Bu durumda, tam olarak ortamlar arasında böyle bir arayüzden geçerken elde edilen bir tür ışık noktası gözlemleyebiliriz. Dünya atmosferinde bu tür birkaç sınır vardır - yaklaşık 2 km yükseklikte (atmosferik katmanın aktif havası), yaklaşık 10 km yükseklikte ve yaklaşık 80-100 km yükseklikte, yani. . Katman yükseklikleri yaz dönemi için orta enlemler için verilmiştir. Diğer enlemler ve yılın diğer zamanları için, ortam arabirimlerinin yükseklikleri ve sayıları açıklananlardan büyük ölçüde farklı olabilir.

Böylece, Dünya atmosferine girerken, daha önce milyonlarca kilometreyi sakince herhangi bir kayıp olmadan (belki biraz odaktan sapma) kat etmiş olan lazer ışını, bazı talihsiz onlarca kilometre boyunca gücündeki aslan payını kaybeder. Ancak bu, ilk bakışta kötü bir gerçek, lehimize çevirebiliriz. Bu gerçek, ışını alıcıya ciddi bir şekilde yönlendirmeden yapmamızı sağladığından. Böyle bir alıcı veya daha doğrusu birincil alıcı olarak, katmanlar ve ortamlar arasındaki bu ara yüzleri kullanabiliriz. Teleskopu ortaya çıkan ışık noktasına doğrultabilir ve ondan bilgi okuyabiliriz. Elbette bu, parazit miktarını önemli ölçüde artıracak ve veri aktarım hızını azaltacaktır. Ve gündüzleri genellikle imkansız hale getirin. Ancak bu, yönlendirme sisteminden tasarruf ederek uzay aracının maliyetini düşürmeyi mümkün kılacaktır. Bu, özellikle sabit olmayan yörüngelerdeki uydular ve ayrıca derin uzay araştırmaları için uzay araçları için geçerlidir.

Şu anda, "Dünya - SC ve SC-Earth" bağlantısını düşünürsek, en uygun çözüm lazer ve radyo iletişiminin sinerjisidir. Verilerin uzay aracından Dünya'ya lazer iletişimi kullanılarak ve Dünya'dan uzay aracına radyo iletişimi yoluyla iletilmesi oldukça uygun ve umut vericidir. Bunun nedeni, lazer alıcı modülün, lazer radyasyonunu yakalayan ve daha sonra bilinen yöntemlerle güçlendirilen ve dönüştürülen elektrik sinyallerine dönüştüren oldukça hantal bir sistem (çoğunlukla bir teleskoptur) olmasıdır. kullanışlı bilgi. Böyle bir sistemi bir uzay aracına kurmak kolay değildir, çünkü çoğu zaman kompaktlık ve düşük ağırlık gereksinimleri vardır. Aynı zamanda, lazer sinyali vericisi, bir radyo sinyali iletmek için antenlere kıyasla küçük boyutlara ve ağırlığa sahiptir.

Bir lazer kanalının bir radyo kanalına göre avantajları, öncelikle radyo paraziti yaratmamasıdır; ikincisi, daha gizlidir; üçüncüsü, yüksek düzeyde elektromanyetik radyasyona maruz kalma koşulları altında kullanılabilir.

Vericinin şematik diyagramı Şekil 1'de gösterilmiştir. Verici, ATtiny2313 (DD1) mikro denetleyicisine dayalı bir komut kodlayıcıdan, BC847V transistörlerine (VT1, VT2) dayalı bir çıkış ünitesinden ve sırasıyla bir DB9-F konektöründen (kablo üzerinde) oluşan bir RS-232 arayüzünden oluşur. ) (XP1) ve MAX3232'de (DD3) bir seviye dönüştürücü.

Mikrodenetleyicinin sıfırlama devresi DD2 (CD4011B), R2, C7 öğelerinden oluşur. Çıkış birimi, bir transistör VT2 üzerindeki bir akım sınırlayıcı aracılığıyla bir lazer işaretçinin bağlandığı toplayıcı devresinde bir transistör VT1 üzerinde yapılan bir elektronik anahtardır. Verici, 9 - 12 V'luk sabit stabilize bir voltajla çalışır. Mikro devreler DD1, DD2, DD3, 78L05 (DA1) stabilizatörü tarafından belirlenen 5V'luk bir voltajla çalışır.

DD1 denetleyicisi, BASCOM ortamında programlanmıştır ve bu, ona komutlar göndermenize olanak tanır. kişisel bilgisayar(PC) RS-232 arabirimi aracılığıyla, "eko" işlevini kullanan bir Bascom terminalinden.

Mikrodenetleyicinin sahip olduğu saat frekansı Dahili osilatörden 4MHz. OS0A'nın (PB2) çıkışından yaklaşık 1,3 kHz frekansa sahip darbe paketleri çıkış ünitesine beslenir. Bir paketteki darbe sayısı, PC'den alınan komut sayısına göre belirlenir.
Bir komut girmek için PC klavyesinde herhangi bir tuşa basmanız, ardından "Komut yaz" ve "Enter No. 1 ... 8" kelimeleri göründüğünde, 1'den 8'e kadar bir sayı girip "Enter" tuşuna basmanız gerekir. .

Verici mikrodenetleyici "TXlaser" için program, ana döngüden (DO ... LOOP) ve iki kesme işleme alt programından oluşur: alımda (Urxc) ve zamanlayıcı 0 taşmasında (Timer0).

1,3 kHz'lik bir çıkış frekansı elde etmek için, zamanlayıcı bir frekans bölme faktörü (Ön ölçek) = 1024 ile yapılandırılır. Ek olarak, sayım düşük Z = 253 değerinden başlar (PB2'de yüksek bir seviyede) ve 255. PB2 çıkışının değiştirildiği işleme sırasında bir zamanlayıcı taşma kesintisi meydana gelir ve zamanlayıcı tekrar Z = 253 değerine ayarlanır. Böylece, PB2 çıkışında 1,3 kHz frekanslı bir sinyal görünür (bkz. Şekil 2) ). Aynı alt programda, PB2'deki darbelerin sayısı belirtilenle karşılaştırılır ve eşitlerse zamanlayıcı durur.

Alma kesme işleyicisinde, iletilecek darbelerin sayısı ayarlanır (1 - 8). Bu sayı 8'den fazla ise terminale "ERROR" mesajı verilir.

Alt programın çalışması sırasında, PD6 çıkışı mevcuttur düşük seviye(LED HL1 kapalı) ve zamanlayıcı durdurulur.
PD6 çıkışındaki ana döngüde - yüksek seviye ve HL1 LED'i yanıyor.
"TXlaser" programının metni:

$regfile = "attiny2313a.dat"
$kristal = 1000000
$hwstack = 40
$yığın = 16
$çerçeve boyutu = 32

Yapılandırma Pind.0 = Giriş "UART - RxD
Yapılandırma Portd.1 = Çıkış "UART - TxD
Config Portd.6 = Çıkış "LED HL1
Config Portb.2 = Çıkış "OC0A çıkışı

"zamanlayıcı yapılandırma0-bölme oranı=1024:
Config Timer0 = Zamanlayıcı , Ön ölçek = 1024
Timer0'ı Durdur "zamanlayıcıyı durdur

Dim N As Byte "değişkenleri tanımlama"
N0'ı Bayt Olarak Kıs

Sabit Z \u003d 253 "çıkış frekansı için zamanlayıcı sayısının alt sınırı \u003d 1,3 kHz
Zamanlayıcı0=Z

Urxc Rxd'de "kesme rutini alın
On Timer0 Pulse "Taşma Kesme Rutini

Urxc'yi etkinleştir
Timer0'ı etkinleştir

"Ana döngü" yapın
Portd.6'yı ayarlayın "LED HL1'i açın
döngü

Rxd: "kesme işleme yordamını al
Zamanlayıcıyı Durdur0
M1:
"Komut yaz" yazdır
Giriş "1...8 No girin:" , N0 "komut girişi
N0 > 8 ise "komut numarası limiti"
"Hata" Yazdır
M1'e git
eğer biterse
N0 = N0 * 2
N0 \u003d N0 - 1 "bir patlamadaki darbe sayısı için ayar değeri
Portb.2'yi Değiştir
Start Timer0 "başlangıç ​​zamanlayıcısı
geri dönmek

Nabız: "taşma iptal rutini
Zamanlayıcıyı Durdur0
Portb.2'yi Değiştir
Portd.6'yı Sıfırla "LED'i kapatın
Zamanlayıcı0=Z
N \u003d N + 1 "darbe sayısında artış
Eğer N = N0 ise O zaman "darbe sayısı = verilirse
N=0
N0 = 0
Bekleme süresi 500" gecikme 0,5 saniye
Başka
Timer0'ı başlat, aksi takdirde saymaya devam et
eğer biterse
geri dönmek
Programı sonlandır

Verici, 46x62 mm boyutlarında bir baskılı devre kartı üzerinde yapılmıştır (bkz. Şekil 3). Mikrodenetleyici dışındaki tüm elemanlar SMD tipindedir. ATtiny2313 mikro denetleyicisi bir DIP paketinde kullanılır. "Acısız" yeniden programlayabilmek için DIP mikro devreleri TRS (SCS) - 20 paneline yerleştirilmesi önerilir.

Verici baskılı devre kartı TXD.PCB, "FILE PCAD" klasöründe bulunur.
Lazer kanalı alıcısının şematik diyagramı Şekil 4'te gösterilmektedir. Birinci amplifikatör DA3.1'in (LM358N) girişinde, CE3, R8, R9 elemanlarından oluşan ve 1KHz'lik bir kesme frekansına sahip olan bir düşük frekanslı filtre, aydınlatma armatürlerinden gelen 50-100 kHz'lik arka plan gürültüsünü azaltır. DA3.2 ve DA4.2 amplifikatörleri, alınan yararlı sinyal darbelerinin süresini yükseltir ve artırır. DA4.1'deki karşılaştırıcı, CD4011D (DD2) yongası - DD2.1, DD2'nin invertörleri aracılığıyla beslenen bir çıkış sinyali (bir) üretir. Sinyal, mikrodenetleyici ATtiny2313 (DD1) - T0 (PB4) ve PB3'ün kontaklarına senkronize olarak ulaşır. Böylece harici darbe sayma modunda çalışan Timer0 ve bu sayımın zamanını ölçen Timer1 senkron olarak başlatılır. Bir kod çözücünün işlevini yerine getiren denetleyici DD1, PORTB pinlerinde log.1'i sırasıyla PB0 ... PB7 olarak ayarlayarak alınan 1 ... 8 komutlarını görüntülerken, bir sonraki komutun gelmesi bir öncekini sıfırlar. . PB7'ye "8" komutu geldiğinde, log.1 belirir ve bunun yardımıyla elektronik anahtar transistör VT1'de, K1 rölesini açar.

Alıcıya güç verilir sabit voltaj 9 -12V. Analog ve dijital kısımlar, 78L05 DA5 ve DA2 stabilizatörleri tarafından belirlenen 5V voltajlarla beslenir.

RXlaser programında, Timer0, harici darbelerin bir sayacı olarak ve Timer1, mümkün olan maksimum darbe sayısının geçiş süresini sayan bir zamanlayıcı olarak yapılandırılır (komut 8).

Ana döngüde (DO…LOOP) Zamanlayıcı1, ilk komut darbesi (K=0) alındığında açılır, zamanlayıcı etkinleştirme koşulu Z=1 sıfırlanır.
Kesme hizmet rutininde, Zamanlayıcı1 sayısı mümkün olan maksimum sayının değeriyle eşleştiğinde, talimat numarası okunur ve PORTB olarak ayarlanır. Zamanlayıcı1-Z=0'ın dahil edilmesine izin verme koşulu da ayarlanmıştır.
"RXlaser" programının metni:

$regfile = "attiny2313a.dat"
$kristal = 4000000
$hwstack = 40
$yığın = 16
$çerçeve boyutu = 32

Ddrb = 255" PORTB - tüm çıkışlar
port = 0
Ddrd = 0" PORTD girişi
Bağlantı noktası = 255" PORTD çekme
Config Timer0 = Counter , Prescale = 1 , Edge = Darbe sayacı olarak düşen "
Config Timer1 = Timer , Prescale = 1024 , Clear Timer = 1" zamanlayıcı olarak
Zamanlayıcı1'i Durdur
Zamanlayıcı1 = 0
Sayaç0 = 0

"değişkenleri tanımlama:
X'i Bayt Olarak Kısma
İletişimi Bayt Olarak Kısma
Z'yi Bit Olarak Kıs
Bit Olarak K Dim

X=80
Compare1a = X "eşleştirme kaydındaki darbe sayısı
Z = 0

Compare1a Pulse'ta "rutini tesadüfen kesintiye uğrattı

Kesintileri Etkinleştir "kesintileri etkinleştir
Compare1a'yı etkinleştir

"Ana döngü" yapın
Z = 0 ise "zamanlayıcıyı etkinleştirmek için ilk koşul"
K=Bağlantı noktası.3
K = 0 ise "zamanlayıcıyı etkinleştirmek için ikinci koşul"
Zamanlayıcı1'i Başlat
Z = 1
eğer biterse
eğer biterse
döngü

Nabız: "alt programı tesadüfen kesintiye uğrat
Zamanlayıcı1'i Durdur
Comm = Counter0 "harici darbelerin sayacından okuma
Comm = Comm - 1" porttaki bit sayısını belirleme
Portb = 0" sıfır port
Set Portb.comm "komut numarasına karşılık gelen biti ayarlayın
Z = 0
Sayaç0 = 0
Zamanlayıcı1 = 0
geri dönmek
Programı sonlandır

"TXlaser" ve "RXlaser" programları Lazer_prog klasöründe yer almaktadır.

Alıcı, 46x62 mm ölçülerinde bir tahta üzerine yerleştirilmiştir (bkz. Şekil 5). Tüm bileşenler - SMD tipi TRS(SCS)-20 tipi DIP kartına yerleştirilmesi gereken mikrodenetleyici hariç.

Alıcının ayarlanması, uçtan uca iletim katsayısının ve karşılaştırıcının eşiğinin ayarlanmasına gelir. İlk sorunu çözmek için, DA4.2'nin 7 numaralı pimine bir osiloskop bağlamak ve R18 değerini seçerek, ekranda gözlemlenen gürültü emisyonlarının maksimum genliğinin geçemeyeceği bir geçiş katsayısı ayarlamak gerekir. 100 mV. Daha sonra osiloskop DA4.1'in 1. pimine geçer ve bir direnç (R21) seçilerek karşılaştırıcının sıfır seviyesi ayarlanır. Vericiyi açıp lazer ışınını fotodiyoda yönlendirerek, karşılaştırıcının çıkışında dikdörtgen darbelerin göründüğünden emin olmanız gerekir.
Alıcı baskılı devre kartı RXD.PCB de FILE PCAD klasöründe bulunur.

Sinyali 30 - 36 kHz'lik bir alt taşıyıcı frekansıyla modüle ederek lazer kanalının gürültü bağışıklığını artırmak mümkündür. Darbe patlamalarının modülasyonu vericide gerçekleşirken, alıcı bir bant geçiren filtre ve bir genlik detektörü içerir.

Böyle bir vericinin (verici 2) şeması, Şekil 6'da gösterilmiştir. Yukarıda ele alınan vericinin (1) tersine, vericinin (2) 30 kHz frekansa ayarlanmış ve DD2.1, DD2.4 yuvalarına monte edilmiş bir alt taşıyıcı üreteci vardır. Jeneratör, pozitif darbelerin patlamalarının modülasyonunu sağlar.

Alt taşıyıcı frekansına (alıcı 2) sahip lazer kanalı alıcısı, yerel bir K1056UP1 (DA1) yongası üzerine monte edilmiştir. Alıcı devresi Şekil 7'de gösterilmiştir. Komut darbelerini izole etmek için, DD3.1, DD3.2 mantık öğeleri, DA3 ve C9, R24 diyot düzeneği üzerinde toplanan DA1 10 mikro devresinin çıkışına düşük frekanslı filtreli bir genlik dedektörü ve bir darbe normalleştirici bağlanır. Alıcı devresi 2'nin geri kalanı, alıcı devresi 1 ile aynıdır.

E. N. Chepusov, S. G. Sharonin

Bugün hayatımızı bilgisayarlar ve bunlara dayalı ağlar olmadan hayal etmek imkansız. İnsanlık, tek bir kişinin yaşadığı yeni bir dünyanın eşiğindedir. bilgi alanı. Bu dünyada iletişim artık fiziksel sınırlarla, zamanla veya mesafeyle kısıtlanmayacaktır.

Artık dünya çapında performans gösteren çok sayıda ağ var. çeşitli işlevler ve birçok farklı problemin çözümü. Er ya da geç, ancak her zaman ağ bant genişliğinin tükendiği ve yeni iletişim hatlarının döşenmesi gereken bir an gelir. Binanın içinde bunu yapmak nispeten kolaydır, ancak iki komşu bina birbirine bağlandığında zorluklar başlar. İş yapmak için özel izinler, onaylar, lisansların yanı sıra bir dizi karmaşık teknik gerekliliğin yerine getirilmesi ve arazi veya kanalizasyon yöneten kuruluşların önemli mali taleplerinin karşılanması gerekir. Kural olarak, iki bina arasındaki en kısa yolun düz bir çizgi olmadığı hemen ortaya çıkıyor. Ve bu yolun uzunluğunun bu binalar arasındaki mesafeyle karşılaştırılabilir olması hiç de gerekli değil.

Elbette herkes, çeşitli radyo ekipmanlarına (radyo modemler, düşük kanallı radyo röle hatları, mikrodalga dijital vericiler). Ancak karmaşıklık azalmıyor. Hava aşırı doygun ve radyo ekipmanı kullanmak için izin almak çok zor ve hatta bazen imkansız. Ve bu ekipmanın verimi önemli ölçüde maliyetine bağlıdır.

Yeni bir ekonomik türden yararlanmayı öneriyoruz kablosuz iletişim, oldukça yakın zamanda ortaya çıkan - lazer iletişimi. Bu teknoloji en çok geliştirildiği ABD'de geliştirildi. Lazer iletişim, binalar arasında telekomünikasyon sistemlerini birbirine bağlarken ortaya çıkabilecek güvenilir, yüksek hızlı kısa menzilli (1,2 km) iletişim sorununa uygun maliyetli bir çözüm sunar. Kullanımı entegrasyona izin verecektir. yerel ağlar global ile, birbirinden uzak yerel ağların entegrasyonunun yanı sıra dijital telefon ihtiyaçlarını da sağlar. Lazer iletişimi, RS-232'den ATM'ye kadar bu amaçlar için gerekli tüm arabirimleri destekler.

Lazer iletişimi nasıl yapılır?

Lazer iletişiminin aksine GSM iletişimi 155 Mbps'ye kadar veri aktarım hızlarıyla noktadan noktaya bağlantılara izin verir. Bilgisayar ve telefon ağlarında, lazer iletişimi tam çift yönlü modda bilgi alışverişini sağlar. Yüksek iletim hızları gerektirmeyen uygulamalar için (örneğin, teknolojik ve CCTV sistemlerinde video ve kontrol sinyallerinin iletimi için), yarı çift yönlü değiş tokuşlu özel bir uygun maliyetli çözüm vardır. Sadece bilgisayarı değil, aynı zamanda birleştirmek gerektiğinde telefon ağları, yerleşik bir çoklayıcıya sahip lazer cihaz modelleri, LAN trafiğinin ve dijital telefon çok noktaya yayın akışlarının (E1 / PCM30) eşzamanlı iletimi için kullanılabilir.

Lazer cihazları, fiber veya bakır kablo kullanılarak kendilerine iletilen herhangi bir ağ akışını ileri ve geri yönde iletebilir. Verici, elektrik sinyallerini 820 nm dalga boyu ve 40 mW'a kadar güç ile kızılötesi aralığında modüle edilmiş lazer radyasyonuna dönüştürür. Lazer iletişimi, atmosferi bir yayılma ortamı olarak kullanır. Daha sonra lazer ışını, radyasyon dalga boyu aralığında maksimum hassasiyete sahip olan alıcıya girer. Alıcı, lazer radyasyonunu kullanılan elektriksel veya optik arayüzün sinyallerine dönüştürür. Lazer sistemleri kullanılarak iletişim bu şekilde gerçekleştirilir.

Aileler, modeller ve özellikleri

Bu bölümde size ABD'deki en popüler üç lazer sistemi ailesini tanıtmak istiyoruz - LOO, OmniBeam 2000 ve OmniBeam 4000 (Tablo 1). LOO ailesi temeldir ve 1000 metreye kadar mesafelerde veri ve ses iletişimine izin verir.OmniBeam 2000 ailesi benzer yeteneklere sahiptir, ancak şu şekilde çalışır: daha fazla mesafe(1200 m'ye kadar) ve video görüntüleri ile veri ve konuşma kombinasyonunu iletebilir. OmniBeam 4000 ailesi, yüksek hızlı veri aktarımı sağlayabilir: 1200 m'ye kadar 34 ila 52 Mbps ve 1000 m'ye kadar 100 ila 155 Mbps. daha az protokolü destekler.

Tablo 1.

Ailelerin her biri, çeşitli iletişim protokollerini destekleyen bir dizi model içerir (Tablo 2). LOO ailesi, 200 m'ye kadar (adın sonunda "S" harfi) iletim mesafeleri sağlayan ekonomik modeller içerir.

Tablo 2.

Lazer iletişim cihazlarının şüphesiz avantajı, çoğu telekomünikasyon ekipmanıyla uyumlu olmalarıdır. çeşitli amaçlar için(hub'lar, yönlendiriciler, tekrarlayıcılar, köprüler, çoklayıcılar ve PBX'ler).

Lazer sistemlerinin kurulumu

Bir sistem oluşturmanın önemli bir adımı, kurulumudur. Gerçek başlatma, iyi eğitimli ve donanımlı uzmanlar tarafından yapıldığında birkaç saat süren lazer ekipmanının kurulumuna ve kurulumuna kıyasla ihmal edilebilir bir süre alır. Aynı zamanda sistemin kalitesi de bu işlemlerin kalitesine bağlı olacaktır. Bu nedenle, tipik dahil etme seçeneklerini sunmadan önce bu konulara biraz dikkat çekmek istiyoruz.

Dış mekana yerleştirildiklerinde alıcı-vericiler çatı veya duvar yüzeyine monte edilebilir. Lazer, binanın duvarına tutturulmuş, genellikle metal olan özel bir sert destek üzerine monte edilir. Destek ayrıca kirişin eğim açısını ve azimutunu ayarlama yeteneği sağlar.

Bu durumda sistemin kurulum ve bakım kolaylığı için bağlantısı bağlantı kutuları (RK) üzerinden gerçekleştirilir. Bağlantı kabloları olarak, genellikle veri iletim devreleri için fiber optik, güç ve kontrol devreleri için bakır kablo kullanılır. Ekipmanın optik veri arabirimi yoksa, elektriksel arabirimi veya harici optik modemi olan bir model kullanılabilir.

Telsizin güç kaynağı ünitesi (PSU) her zaman iç mekana kurulur ve bir duvara veya LAN ekipmanı veya yapısal kablo dağıtımı için kullanılan bir rafa monte edilebilir. Yakına, OB2000 ve OV4000 ailelerinin alıcı-vericilerinin çalışmasının uzaktan kontrolüne hizmet eden bir durum monitörü de kurulabilir. Kullanımı, lazer kanalının teşhisine, sinyal değerini belirtmeye ve ayrıca kontrol etmek için sinyali döngüye sokmaya izin verir.

Lazer alıcı-vericileri dahili olarak kurarken, camdan geçerken lazer radyasyon gücünün düştüğü unutulmamalıdır (her camda en az %4). Diğer bir sorun da yağmur yağdığında camın dışından su damlacıklarının akmasıdır. Mercek rolü oynarlar ve ışın saçılmasına yol açabilirler. Bu etkiyi azaltmak için ekipmanı camın üstüne yakın bir yere kurmanız önerilir.

Yüksek kaliteli iletişim sağlamak için bazı temel gereksinimleri dikkate almak gerekir.

Bunların en önemlisi, onsuz iletişimin imkansız olacağı, binaların görüş alanı içinde olması ve ışın yolunda opak engeller olmaması gerektiğidir. Ayrıca alıcı bölgesindeki lazer ışınının çapı 2 m olduğundan alıcı-vericilerin yayaların ve trafiğin üzerinde en az 5 m yükseklikte olması gerekmektedir.Bu güvenlik düzenlemelerinden kaynaklanmaktadır. Taşıma aynı zamanda iletimin güvenilirliğini ve kalitesini etkileyen bir gaz ve toz kaynağıdır. Işın, elektrik hatlarının yakın çevresinde yayılmamalı veya bunları geçmemelidir. Ağaçların olası büyümesini, sert rüzgarlar sırasında taçlarının hareketini, ayrıca yağışın etkisini ve uçan kuşlardan kaynaklanan olası arızaları hesaba katmak gerekir.

Doğru alıcı-verici seçimi, kanalın Rusya'daki tüm iklim koşullarında istikrarlı çalışmasını garanti eder. Örneğin, büyük bir ışın çapı ile, çökelme ile ilişkili başarısızlık olasılığı azalır.

Lazer ekipmanı bir kaynak değildir Elektromanyetik radyasyon(AMY). Bununla birlikte, EMI'li cihazların yakınına yerleştirilirse, lazerin elektronik ekipmanı bu radyasyonu alacaktır ve bu da hem alıcıda hem de vericide sinyalde bir değişikliğe neden olabilir. Bu, iletişim kalitesini etkileyeceğinden, lazer ekipmanının güçlü radyo istasyonları, antenler vb. gibi EMI kaynaklarının yakınına yerleştirilmesi önerilmez.

Bir lazer kurarken, lazer alıcı-vericilerini yılda birkaç gün doğu-batı yönünde yönlendirmekten kaçınmak istenmektedir. Güneş ışınları lazer radyasyonunu birkaç dakika bloke edebilir ve alıcıdaki özel optik filtrelerle bile iletim imkansız hale gelir. Güneşin belirli bir alanda gökyüzünde nasıl hareket ettiğini bilerek, bu sorunu kolayca çözebilirsiniz.

Titreşim, lazer alıcı-vericinin kaymasına neden olabilir. Bunu önlemek için, lazer sistemlerinin motorların, kompresörlerin vb. yakınına kurulması önerilmez.

Şekil 1. Lazer alıcı-vericilerin yerleştirilmesi ve bağlantısı.

Açmanın birkaç tipik yolu

Lazer iletişimi, noktadan noktaya bağlantıda kısa mesafeli iletişim sorununu çözmeye yardımcı olacaktır. Örnek olarak, birkaç tipik seçeneği veya dahil etme yöntemini ele alalım. Yani, her biri bir bilgisayar ağına sahip bir merkez ofisiniz (CO) ve bir şubeniz (F) var.

Şekil 2, Ethernet'i bir ağ protokolü olarak kullanarak F ve CO'yu birleştirmenin gerekli olduğu durum için bir iletişim kanalı organizasyonunun bir varyantını göstermektedir ve fiziki çevre- koaksiyel kablo (kalın veya ince). CO, LAN sunucusunu barındırır ve PC, bu sunucuya bağlanması gereken bilgisayarları barındırır. LOO-28/LOO-28S veya OB2000E modelleri gibi lazer sistemlerinin yardımıyla bu sorunu kolayca çözebilirsiniz. Köprü CO'ya ve tekrarlayıcı F'ye kurulur. Köprü veya tekrarlayıcının optik arayüzü varsa, optik minimodem gerekli değildir. Lazer alıcı-vericileri çift optik fiber ile bağlanır. Model LOO-28S, 213 m'ye kadar bir mesafede ve LOO-28 - 1000 m'ye kadar 3 mrad'lık "güvenli" bir alım açısı ile iletişim kurmanıza izin verecektir. OB2000E modeli, 5 mrad'lık "iyi" bir alım açısında 1200 m'ye kadar olan mesafeleri kapsar. Bu modellerin tümü tam çift yönlü modda çalışır ve 10 Mbps aktarım hızı sağlar.

Şekil 2 Bir Uzak Ethernet LAN Segmentini Bağlama koaksiyel kablo.

İki benzer bir kombinasyon Ethernet ağları, fiziksel bir ortam olarak kullanarak bükümlü çift(10BaseT) Şekil 3'te gösterilmektedir. Farkı, bir köprü ve bir tekrarlayıcı yerine, lazer alıcı-vericileri bağlamak için gerekli sayıda 10BaseT konektörüne ve bir AUI veya FOIRL arabirimine sahip hub'ların kullanılması gerçeğinde yatmaktadır. Bu durumda, tam çift yönlü modda gerekli iletim hızını sağlayan bir lazer alıcı-verici LOO-38 veya LOO-38S kurmak gerekir. LOO-38 modeli 1000 m'ye kadar ve LOO-38S modeli 213 m'ye kadar iletişim kurabilir.

Şekil 3. Uzak bükümlü çift Ethernet LAN segmentinin bağlanması.

Şekil 4, iki LAN (Ethernet) ve iki PBX (CO ve F'de) arasındaki çok noktaya yayın dijital akışı E1 (PCM30) arasındaki birleşik veri iletiminin bir varyantını göstermektedir. Bu sorunu çözmek için 1200 m mesafeye kadar 12 (10 + 2) Mbps hızında veri ve ses iletimi sağlayan OB2846 modeli uygundur. 75 ohm koaksiyel kablo BNC konnektörü üzerinden. Verilerin ve konuşma akışlarının çoklanmasının gerekli olmadığına dikkat edilmelidir. ek ekipman ve her birinin verimini ayrı ayrı azaltmadan alıcı-vericiler tarafından gerçekleştirilir.

Şekil 4. Bilgisayar ve telefon ağlarının birleştirilmesi.

Şekillenme yüksek hızlı iletim ATM anahtarları ve lazer alıcı-vericiler kullanan iki LAN (CO'da LAN "A" ve F'de LAN "B") arasındaki veriler Şekil 5'te gösterilmektedir. OB4000 modeli, yüksek hızlı kısa menzilli iletişim sorununu çözecektir. en uygun yol. E3, OS1, SONET1 ve ATM52 akışlarını 1200 m mesafeye kadar gerekli hızlarda ve 100 Base-VG veya VG ANYLAN (802.12), 100 Base-FX veya Fast Ethernet (802.3) iletebileceksiniz, 1000 m'ye kadar gerekli hızlarda FDDI, TAXI 100/ 140, OC3, SONET3 ve ATM155. İletilen veriler, bir SMA konnektörü ile bağlanan standart bir çift optik fiber kullanılarak lazer alıcı-vericiye iletilir.

Şekil 5. Yüksek hızlı telekomünikasyon ağlarının toplanması.

Verilen örnekler ayrıntılı değildir. seçenekler lazer ekipmanı kullanımı.

Daha karlı olan nedir?

Lazer iletişimin diğer kablolu ve kablosuz çözümler arasındaki yerini avantaj ve dezavantajlarını kısaca değerlendirerek belirlemeye çalışalım (Tablo 3).

Tablo 3

30 Ocak'ta Eutelsat 9B uydusu yörüngeye fırlatıldı. EDRS (Avrupa Veri İletişim Sistemi) sistemi ile donatılmış ilk uydu oldu. hakkında daha fazla bilgi edinmek istemek yeni teknoloji, bir Mediasat muhabiri, Almanya'nın küçük Backnang kasabasında bulunan EDRS modülünün geliştiricisi Tesat'ın ofisine gitti. Lazer teknolojisi departmanı başkanı Matias Motsigemba bize şirketi gezdirdi ve dünyada hala çok az bilinen lazer iletişim teknolojisinden bahsetti.

Tesat, Alman Uzay Ajansı'nın desteğiyle, alçak yörüngeli (LEO) ve yerdurağan (GEO) uydular arasında yüksek hızlı veri iletimini destekleyen Lazer İletişim Terminalini (LCT) geliştirdi. Terminal yapar olası transfer 45.000 kilometreye kadar bir mesafe için 1,8 Gbps hızında veri. Bu LCT terminalleri, LEO ve GEO uyduları arasında veri iletimi sağlaması gereken EDRS sistemindeki ana veri iletim kanallarının temeli olmalıdır.

Matthias Motsigemba: “Artık hizmet sunma fırsatımız var. Yüksek kalite gerçek zamana yakın bir modda. Çok önemli! LEO uydusu bir resim çeker ve onu radyo frekansı aralığında yere gönderen GEO uydusuna gönderir. Lazer ışını boşlukta mükemmel bir çözümdür, ancak atmosferik koşullarda bulutlar karışabileceğinden en iyi seçim değildir. bekçi için televizyon sinyali kullanabilirsiniz yüksek hızlar besleme hattında veri iletimi ve girişime dayanıklı optik teknoloji. Lazer iletişim teknolojisinin ortaya çıkışı, bakır yerine fiber optik kullanımının başlamasıyla karşılaştırılabilir.”

Dünya Gözlem Sistemi Işınlaması, güvenli olmayan karasal hatları kullanan bir yabancı servis olabilir.
Hizmet optik iletim veri (LEO'dan GEO'ya ve GEO'dan iletim yer istasyonuna).
Yer istasyonu, GEO uydusunun görüş hattında kendi ülkesinde bulunabilir.
S/C, bilgi varlıklarınızın egemenliğidir.

Bu teknolojiyi geliştirme ihtiyacı, sivil ve askeri gözetleme uyduları, HALE misyonları için veri iletim kapasitelerine yönelik artan talep tarafından belirlendi. Bir EDRS sistemi oluşturma fikri, halihazırda Sentinel uydu takımyıldızı olan Copernicus programı ile uğraşan Avrupa Komisyonu tarafından ortaya atıldı. Bir sonraki adım, uydular arası iletişim kanallarının oluşturulması olmalıdır. Eutelsat, iletişim modülü için kapasiteler sundu. Eutelsat uydusu 9b. Birinci ve ikinci nesil LCT'lerin yedi yıllık gelişiminin ardından, Alphasat üzerindeki LCT sistemi Temmuz 2013'te piyasaya sürüldü. Sentinel-1A uydusu üzerindeki LCT sistemi, Aralık 2013'te başarıyla entegre edildi. Aralık 2014'te Sentinel 1A uydusu fırlatılarak devreye alındı. Kasım 2014'te Avrupa Uzay Ajansı ve Tesat, Sentinel-1A uydusundan gerçek zamanlıya yakın bir radar görüntüsünün Alphasat aracılığıyla 41.700 kilometrelik bir yer istasyonuna gönderildiği ortak bir canlı sunum düzenledi.

“Teknik olarak Alphasat'a kurulan lazer iletişim ekipmanı ile Eutelsat 9B'deki aynı ekipman arasında hiçbir fark yok. alfasat gösterdi Tekniksel kabiliyetler Eutelsat 9 B uydusu üzerindeki EDRS sistemi ise Airbus Defence and Space tarafından sunulan ticari bir hizmettir. Tipik olarak, bir Dünya gözlem uydusunun bir yer istasyonuyla temas kurmak için 10 dakikası ve Dünya'nın etrafında dönmesi için 90 dakikası vardır. Bu, uzay varlığının yalnızca %10'unu kullanabileceğiniz anlamına gelir ve bir acil durum veya doğal afet durumunda yer gözlem istasyonuyla temas için beklemek çok uzun sürer. Artık örneğin deniz taşıtlarını gözlemlerken bir sorunu 15 dakikada tespit edebiliyorsunuz. , diyor Matthias Motsigemba.

Ürün serisinin ana unsuru, GEO/LEO uydular arası bağlantı için LCT-135'tir (135 mm Işın Teleskobu). Bir önceki model olan LCT-125'te olduğu gibi, cihaz, güç dağıtım sistemi, yerleşik işlemci, izleme ve veri toplama modülleri gibi terminalin tüm optik, mekanik ve elektriksel alt modüllerini tek bir ünitede birleştirir. veri işleme sistemi. Uydunun AOCS sensörlerinden gelen veriler, standart bir arayüz olan LIAU (Lazer Arayüz Adaptasyon Birimi) aracılığıyla kolayca LCT'ye aktarılır.

LCT parametreleri:

• Menzil - 45.000 km.
• Ağırlık: 53 kg.
• Veri aktarım hızı (tam çift yönlü):
  EDRS için - 1,8 Gbps, diğer görevler için - 5,65 Gbps.
• İletim gücü: 2.2W
• Maksimum güç tüketimi: 160W
• Boyutlar: 0,6 x 0,6 x 0,7 m.

Bu hafta, bir tür ay lazer iletişiminin sonuçları belli oldu. Test, ay tozu nedeniyle zor koşullar altında 30 gün boyunca gerçekleştirildi. Şu anda ayın yörüngesinde olan özel bir iletken çalıştı. Bu test, iletişim sisteminin mesafeye rağmen tamamen çalışır durumda olduğunu gösterdi. Ayrıca, NASA'dan gelen herhangi bir radyo sinyali gibi başarılı bir şekilde iletişim kurar.

Bu teknoloji, bağlantı ve iletişim için geniş bant lazerlerin pratik kullanımını göstermektedir. Bu bağlantı veya daha doğrusu yüklenmesi, benzer bir radyo bağlantısından çok daha hızlı gerçekleştirilir. Bu method Dünya üzerinde 622 Mbps hızında bir sinyal almanızı ve 20 Mbps hızında göndermenizi sağlar. Bu hız 20 Ekim'de kaydedildi. Darbeli bir lazer ışını kullanılarak Ay'dan Dünya'ya iletildi. Bu sinyal, New Mexico'daki bir istasyon tarafından alındı. ortak çalışma ABD ve İspanya.

Lazerlerin radyo sinyallerine göre büyük bir avantajı vardır. En yüksek verime sahip olanlardır. Önemli olan, verilerin belirli bir tutarlı ışınla iletilmesidir. Bu, uzun mesafelerde bir sinyal iletirken daha az enerji tüketimine katkıda bulunur.

NASA'daki araştırmacılar, test programının büyük bir başarı olduğunu söylüyor. Böyle bir sonuç beklemiyorlardı. Lazer mesajı alındı ​​​​ve en zor koşullar altında bile yörüngeye geri gönderildi. Bu, girişim ne olursa olsun, sinyalin Dünya'ya geleceği teorisini doğrular. Ne kozmik toz, ne de mesafe lazer sinyaline engel değildir. Atmosfer tabakasının arttığı zamanlarda bile, sinyal iletimi sorunsuz bir şekilde gerçekleştirildi, bu da etkinliği gösterir. bu cihaz. Bulutlar bile sinyal iletimine engel olmadığında, NASA'daki şüpheciler arasında hiçbir güvensizlik izi yoktu.

Şaşırtıcı bir şekilde, sinyalde tek bir hata yoktu. Prosedür cep telefonuyla konuşmaya benzer. Üstelik insan müdahalesi olmadan çalışıyor. Sistem şu durumlarda bile kilitlenebilir: uzun zamandır yer istasyonlarından sinyal gelmiyor.