Технология, основанная на использовании лазерных лучей, способных нести на порядки больше данных, впервые будет широко развернута на коммерческих и военных спутниковых системах в 2023 году. Это станет началом лазерной революции в спутниковой отрасли, считают эксперты.
Специфика передачи сигнала в космосе, связанная с физическими законами, накладывает определенные ограничения – на такие огромные расстояния передать сигнал можно только с помощью электромагнитных волн, радиодиапазон которых уже давно освоен и широко используется в спутниковой отрасли. Космическая связь за относительно короткое время эволюционировала от низкочастотных скоростей до современных спутников с очень высокой пропускной способностью. Сегодня же, когда требования к каналам связи все увеличиваются, особое внимание, как наиболее перспективной, уделяется видимой части спектра с частотами в тысячи раз превышающими радиочастотные волны.
Беспроводная лазерная связь – это технология, использующая в качестве несущей электромагнитные волны оптического диапазона. Принцип работы основывается на передаче данных модулированным излучением в инфракрасной части спектра. В качестве передатчика выступает мощный полупроводниковый лазерный диод. Данные в приемопередатчике кодируются различными помехоустойчивыми кодами, модулируются лазерным излучателем, фокусируются оптической системой в узкий компилированный луч и передаются в атмосферу. Приемник фокусирует оптический сигнал на лавинном фотодиоде, который преобразует оптический пучок в электрический сигнал, демодулируется и преобразуется в сигналы выходного интерфейса.
Использование лазеров для передачи данных (FSOC) в космосе теоретически возможно уже более 40 лет. Технология была продемонстрирована японским космическим агентством еще в 1995 году. Тогда удалось организовать оптический канал связи и передать данные со спутника на наземную станцию со скоростью 1 Мбит/с.
На современном рынке уже можно найти предложения от компаний-производителей, занимающихся разработкой и созданием оборудования для оптической связи: как терминалы для связи Земля-космос-Земля, так и оборудование для межспутниковой связи. В 2022 году стартует несколько крупных демонстрационных проектов, и, если они окажутся успешными, то в ближайшие два-четыре года может начаться широкомасштабное использование технологии FSOC в спутниковой связи, считают эксперты.
Оптические каналы связи уже не первый год тестируются на МКС, на геостационарной орбите находится демонстрационный спутник-ретранслятор лазерной связи, запущен проект европейской системы передачи данных (EDRS), система оптической связи Orion Artemis II (O2O) будет установлена на пилотируемом космическом корабле Orion и проч. Как рассчитывают разработчики, это будет способствовать популяризации и дальнейшему выходу технологии на массовый рынок.
Однако, участники рынка спутниковой связи пока не испытывают по этому поводу особого оптимизма. Это объясняется тем, что столь кардинальные изменения потребуют большого количества средств и усилий для перехода на новое оборудование, при этом сама технология все еще находится на начальном этапе, т.е. не прошла проверку временем. Еще одним фактором, который замедлял внедрение FSOC было отсутствие спроса. Радиочастотное оборудование отлично зарекомендовало себя на массовом рынке, удовлетворяя потребности в пропускной способности. Лишь относительно недавно появился спрос на пропускную способность, которую не может обеспечить радиочастота. Специалисты отмечают, что абонентам уже не хватает десятков, а иногда и сотен Гбит/с, и спрос растет в геометрической прогрессии. Единственный способ удовлетворить его - начать использовать лазерную связь для организации широкополосного доступа в интернет.
Источник: Via Satellite.