Устройството за предаване на данни чрез лазер е с размерите

Устройството за предаване на данни посредством лазер е с размерите на кутия за обувки
(снимка: Лаборатория Линкълн / MIT)

Учени от Масачузетския софтуерен институт реализираха безспорен връх за скорост на предаване на данни от космоса към Земята благодарение на лазер. Пилотната апаратура с размер на кутия за обувки е предала информация със 100 гигабита в секунда (Gbps). На идващ стадий екипът се надява да удвои скоростта, което ще обезпечи на научните спътници невиждано бързи информационни канали.

Най-скъпият проект за сателитен интернет на SpaceX обезпечава връзка със скорост до 500 Mbps. Решението, препоръчано от откривателите на MIT, е 200 пъти по-бързо от Starlink. Изглежда необикновено, само че всичко е обвързвано с предавателната среда – до момента в който Starlink комуникира с наземна станция посредством радиоканал, то системата TeraByte InfraRed Delivery (TBIRD) употребява лазерен лъч.

Благодарение на по-високата периодичност, лазерният лъч разрешава предаване на повече данни за единица време. Но това не значи, че препоръчаният способ няма дефекти. Земната атмосфера изкривява сигнала, като внася разстройства в него и това води до загуба на пакети. Също по този начин лазерът би трябвало да бъде извънредно тъкмо ориентиран към приемника, което не е належащо при радиолъча.

В плана TBIRD учените от MIT е трябвало да преодолеят всички тези софтуерни бариери, с цел да основат евтини, високопроизводителни лазерни сателитни информационни възли. Прототип на лазерен предавател с бързо устройство за предпазване, оптичен модем и оптичен усилвател е съединен от налични в комерсиалната мрежа съставни елементи, макар че доста от тях са били модифицирани, с цел да работят във вакуум (например, неналичието на естествена термична конвекция просто разтапя оптичните влакна).
още по темата
Блокът с тегло малко над 11 кг е създаден от компанията Terran Orbital и подложен върху шаси на кубсата NASA Ames Research Center с лазерен предавател, който е изстрелян в ниска околоземна орбита на височина 480 км през май 2022 година от ракета на SpaceX. Лазерният сигнал е получен от дълъг един метър адаптивен оптичен телескоп в наземна станция в Калифорния.

По време на опитите информационната система демонстрира рекордна скорост на връзка, достигаща 100 Gbps. Инженерният екип е решил казуса с точното ориентиране на лазера към приемника по елементарен метод – изоставяйки самостоятелния механизъм за ориентиране. Лазерът насочва шасито на кубсата към приемника благодарение на мотори за ориентировка. В същото време самият предавател остава елементарен и стилен, което е една от задачите на плана.

Освен това екипът е създал своя лична версия на протокола за поръчка за автоматизирано препредаване (ARQ). Ако грешките се вметнат в предаването, тогава обновеният протокол по муден произлязъл информационен канал не изисква повтаряне на цялото предаване, а единствено на обособени блокове с неточности, което съвсем не забавя информационната сесия.

„ В бъдеще планираме да се възползваме от спомагателните благоприятни условия на системата TBIRD, в това число увеличение на скоростта до 200 гигабита в секунда, което ще ни разреши да прехвърлим повече от 2 терабайта данни – еквивалентът на 1000 кино лентата с висока разграничителна дарба – с едно петминутно прекосяване над наземната станция ”, споделя Джейд Уанг, програмен управител на TBIRD.