Berta Sándor

Lézeres adatátvitelt használhatnak az űrben

Nagy szükség lenne a kapacitás bővítésére, és a rádióhullámok nyújtotta sávszélesség sokszorosát lehet elérni lézerrel.

A folyamatosan növekvő adatmennyiségek miatt a jelenlegi rendszerek lassan elérik az adatátviteli kapacitásaik határait. Az űrben megoldást jelenthet a lézer, az első kísérletek nagyon biztatóak. A lézersugarak egyik előnye a nagyobb adatátviteli kapacitás. A rádióhullámok esetén jelenleg 36 Gbps a világrekord, a lézernél 1,72 terabit másodpercenként. Ez utóbbi eredményt a Német Repülési és Űrhajózási Központ (DLR) szakemberei érték el 2016 novemberében.

Wolfram Peschko, a DLR-ből kiszervezett Mynaric AG vezetője kifejtette, hogy a lézeres kommunikáció jelentősen olcsóbb az optikai kábelnél. Amennyiben egy vezetéket a felszín alatt kell vezetni, akkor a hálózat kiépítése - elsősorban a földmunkák miatt - nagyon drága lesz. Az ő technológiájuk segítségével létrehozott hálózatok a klasszikus felszín alatti infrastruktúráknál akár tízszer olcsóbbak is lehetnek. A cégnek ambíciózus tervei vannak. Peschko kiemelte, hogy az állami megbízásokból élő klasszikus űrvállalkozásokkal ellentétben az ő projektjeik nem tartanak sok évig és nem is drágák, hanem viszonylag gyorsan képesek eredményeket szállítani. Peschko hangsúlyozta, hogy az ügyfeleik részéről az az igény merült fel, hogy ezek a rendszerek legkésőbb a következő évtized közepére készüljenek el.

Az optikai kommunikációval kapcsolatos első űrkísérletekre már évtizedekkel ezelőtt sor került. A világűrben használható első terminálok 200-300 kilogramm súlyúak voltak. Ma ez egy növekvő piac, amelyen az Airbus és az ESA közösen létre akar hozni egy európai adatátviteli műholdas rendszert (EDRS). Már most lézerrel továbbítják a Copernicus műholdak és az EDRS, valamint az EDRS és a Föld között az adatokat. Egy műhold már működik, a másodikat most építik. Így lehetővé válik, hogy nagy mennyiségű adatokat továbbítsanak több tízezer kilométerre.

Hozzászólások

A témához csak regisztrált és bejelentkezett látogatók szólhatnak hozzá!
Bejelentkezéshez klikk ide
(Regisztráció a fórum nyitóoldalán)
  • Caro #7
    A modulált jel további modulálásával nem tudom mire gondolsz?
    Tudtommal ilyen csalásokat nem lehet elkövetni, itt is létezik egyfajta "határozatlansági reláció". Ez egyébként nem véletlen egybeesés, a kvantum határozatlansági reláció is nagyon hasonló statisztikai korlátokból ered.

    Elméletileg az analóg jel "végtelen" információval rendelkezhet, hiszen folytonos értékű. Azonban háttér zaj is van a világon, általában ezért nem lehet a spektrális hatékonyságot akármeddig emelni.

    Ahogy kvp írja, persze a fénynél nem igazán van lehetőségünk AM, FM, QAM, meg hasonló trükkök bevetésére, marad a fény ki/be kapcsolgatása. De ha egy ilyen fény spektrumát megnézzük, akkor pont a moduláló (ki- bekapcsolgtási) frekvenciával kiszélesedett spektrumot fogunk kapni, hiába ad a lézer egyetlen frekvencián.

    És abban is igazad van, hogy a röntgen meg a gamma még jobb lehetne, de azokat nem tudjuk olyan hatékonyan előállítani, sem gyorsan ki/bekapcsolni, sem fókuszálni.
  • Tetsuo #6
    Oké értem, de a modulált jel is modulálható és így tovább, nem? És azokban is kódolhatunk már olyan mértékű sűrűséggel infót, mint a lézerfényben, vagy ezt rosszul sejtem?
    Amúgy pedig ha a magasabb frekvencia győz, akkor van a lézernél is tovább... röntgen, gamma sugárzás stb. "csak" feldolgozó (kódoló, dekodoló) egységek kellenek hozzá, ugye? Röntgen, 10 a -10-en... az talán még menne is.
  • Tetsuo #5
    Ha feltételezünk más civilizált létformát, illetve annak technikai fejlődését, akkor valószínűsíthető, hogy nagy vonalakban hasonló utat járt be, mint az ember. Pl. a rádiohullámok használata után jött a lézer stb. Tehát volt egy olyan időszak, amikor szétsugárzott minden infót, méghozzá kevésbé rejtjelezve.
    Persze ezt megtaláni kb. nulla százalák esély - ha létezik is. Én a létére is ezt mondanám, de nem akarok hitvitába bonyolódni.

    Másrészről meg pont az a bizonyíték az idegen intelligens lények létezésére, hogy nem vették fel velünk a kapcsolatot! :-D
  • kvp #4
    A lezeres atvitelnek persze vannak hatranyai is. Nagyon pontosan kell celozni, hogy eltalaljuk a vevot es a feny kevesebb anyagon megy at, tehat jobban arnyekolja az urbeli por. Viszont a keskeny nyalabb miatt meg igy is kevesebb energia kell mint a radiohoz. Modulaciot is nehez valasztani mert nagyobb tavon mar idoben szetcsusznak a frekvenciak. Idealis az on-off keying (mint a morse) mert egy frekvencian lehet nagyon gyorsan es egyszeruen adni. A lezerdiodak ebben pont jok.

    ps: Pont ezert kicsi az eselye hogy a SETI talaljon barmit is, foleg nem veletlen (nem nekunk kuldott) jelet. Par ev alatt kiderult, hogy a leghatekonyabbak a pont-pont kapcsolatok, pont akkora energian hogy a celig meg eppen elerjen a jel. Mindez maximalis tomoritessel ami kulso szemlelonek feher zajnak tunik. Maradnak a szandekos jelek, amiket erthetore keszitettek es minden iranyba szortak. Na ilyet az emberiseg sem nagyon csinal mostanaban.
  • Caro #3
    A valóságban ez bonyolultabb, de valamennyire ez az indok:
    Azt hogy mennyire hatékony egy moduláció, a spektrális hatékonysággal mérik, bps/Hz-ben. Tehát pl. ha 5 bps/Hz-es modulációval dolgozunk és 100 MHz-es sávban adunk, akkor 500 Mbps lesz az átviteli sebesség.
    A spektrális hatékonyság növelése sokszor korlátokba ütközik, így marad a sáv bővítése.
    Mivel rádióban nem nagyon terjedt el 100 GHz feletti frekvenciák használata, ezért egyszerűen a korlátozott sávszélesség az indok. A fény frekvenciája több 100 THz nagyságrendű, itt sokkal könnyebb növelni a sávszélességet.
    Persze bejön még pár finomság, a rádióhullámokat nehezebb fókuszálni, nagyobb antenna kell (a nagyobb hullámhossz miatt), az antennák nyereségét pedig nehéz nagy sávszélesség-tartományra optimalizálni.
    Ezek is egyszerűbbek a fénnyel.
  • Tetsuo #2
    Szívesen olvasnék arról magyarul, miért bír nagyobb adatátvitelt a lézer, mint a rádiohullám.
  • Csaba161 #1
    Küld fény post...