Лазерная спутниковая связь

07.12.2022

С помощью нового спутника, разработанного инженерами из Массачусетского института технологий (МИТ), установлен новый рекорд передачи данных между спутниками и Землей. В системе терабитной передачи в инфракрасном диапазоне волн TeraByte InfraRed Delivery (TBIRD) были использованы лазеры для передачи огромных объемов данных со скоростью до 100 гигабитов в секунду (Гбит/сек).

Эта скорость передачи данных намного выше скорости большинства соединений между небом и землей. К примеру, спутниковый интернет Starlink от SpaceX предлагает клиентам премиум-класса скорость до 500 Мбит/сек. А скорость передачи данных между Землей и Международной космической станцией достигает отметки около 600 Мбит/сек. Это делает систему TBIRD в 200 раз быстрее.

Главное отличие новой системы состоит в способе передачи данных. В то время как большинство спутников общаются с наземными станциями с помощью радиоволн, система TBIRD использует лазерный свет. Оно может передавать в 1000 раз больше данных за один сеанс. Однако у лазеров тоже есть свои недостатки. Луч лазера намного уже радиоволны и поэтому требует более точного согласования положений между излучателем и приемником. Кроме того, свет может быть искажен атмосферой, и в таком случае данные могут быть утрачены.

Именно с целью решения этих проблем и была разработана система TBIRD. Спутник содержит три основных готовых компонента: высокоскоростной оптический модем, усилитель оптического сигнала, накопитель.

Все это размещено в контейнере размером с коробку для обуви. Для решения проблемы потери данных командой инженеров была разработана новая версия так называемого протокола ARQ (Automatic Repeat Request, автоматический повтор запросов). Этот протокол позволяет приемнику наземной станции извещать передатчик об определенных пакетах данных (кадры), которые передатчик пропустил, чтобы спутник мог легко их повторно передавать.

Что касается выравнивания с согласованием позиционирования, то в системе не используются специальные подвесы для выравнивания лазерных лучей. Предусмотрена специальная система сигнала ошибки, которая выравнивает весь спутник, чтобы луч четко был направлен на приемник. По словам представителей команды разработчиков, это позволяет использовать в системе оптические компоненты меньшего размера.

"Если сигнал исчезает, мы можем повторно передать данные, но если повторная передача данных неэффективна, то есть если мы тратим все время на отправку повторных данных вместо передачи новых данных, мы можем потерять много пропускной способности, - отметил Курт Шиллер, системный инженер TBIRD. - В нашем протоколе ARQ приемник информирует о том, какие кадры он получил правильно, поэтому знает, какие кадры необходимо передавать повторно".

<< Назад: Одобрено выращивание ГМО-помидоров, спасающих от рака, диабета и слабоумия 07.12.2022

>> Вперед: Эмпатия и синхронные колебания нейронов 06.12.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Обнаружена самая яркая галактика во Вселенной 26.11.2018 Ученые из Лаборатории реактивного движения NASA обнаружили самую яркую галактику во Вселенной. Галактика W2246-0526 получает энергию за счет поглощения сразу трех карликовых соседок. Материал, который объект получает в результате поглощения, и позволяет ему светиться настолько ярко. Отмечается, что галактика была открыта еще в 2015 году. Она не является самой массивной известной галактикой, но светится в 350 триллионов раз ярче, чем Солнце. Если бы все галактики располагались на одинаковом расстоянии от Земли, W2246-0526 была самой яркой. С помощью новых данных исследователям удалось установить, что галактика "ворует" энергию у своих спутников. На данный момент ученые не могут сказать, удастся ли карликовым галактикам выйти из этой цепи или же они будут полностью поглощены. Исследователи подчеркивают, что большая часть яркости галактики исходит не от звезд, а от вещества, которое вращается вокруг сверхмассивной черной дыры, расположенной в ее центре. Масса черной дыры превосходит массу Солнца в четыре миллиарда раз. Вещество падает в черную дыру, разогревается до миллионов градусов и излучает свет.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026