Характеристики межспутниковой оптической линии связи

Я сейчас погружаюсь в эту тему и как понял из беглого поиска есть два основных типа межспутниковой связи: радио и оптическая. Как я вижу, одно из основных отличий оптической связи заключается в том, что нам нужно настроить направление (в отличие от радио, где мы излучаем сигнал широко). Первая межспутниковая радиосвязь была установлена ​​в 1975 году, первая межспутниковая лазерная связь — в 2001 году. Чего я пока не понимаю, так это того, что оптическая межспутниковая связь и лазерная межспутниковая связь — это одно и то же ?

Если это действительно одно и то же, то мои вопросы:

  • Каковы основные характеристики такого канала связи? Битрейт? углы (которые позволяют установить соединение)? расстояние?
  • Является ли атмосфера препятствием для оптической связи, для связи спутник-Земля или для двух спутников с большим расстоянием, поэтому луч должен проходить через атмосферу?
Я оставлю быстрый комментарий. Если у вас есть 10-ваттный радиопередатчик и 10-ваттный лазер, который можно модулировать, то нет ничего, что требовало бы от вас делать оптический луч уже, чем радиолуч. Вы можете сделать их обе шириной, скажем, 3°, и, очень грубо говоря, 20-метровая параболическая антенна и 20-метровый оптический телескоп будут одинаково хорошо улавливать сигналы. Но вы можете сделать передаваемый луч намного уже , если хотите, и это позволит вам использовать лазер меньшей мощности и приемник меньшего диаметра, и, возможно, вы захотите, чтобы приемник находился за пределами земной атмосферы.

Ответы (2)

Да, обсуждаемый оптический канал — это лазер — вот статья (за платным доступом, но в аннотации упоминается, что технология — это лазерная технология), в которой обсуждается точный спутниковый канал, о котором вы говорите: http://ieeexplore.ieee .org/документ/5475229/

Лазеры не обязательно должны быть оптическими. Они могут быть любыми, от инфракрасных до рентгеновских лучей, хотя для рентгеновских лазеров требуется очень большой источник энергии. Но это конкретное звено — оптико-световой лазер.

Лазерный свет не остается идеально когерентным от передачи к приему, но он остается достаточно когерентным, так что то, что начинается как небольшой луч при передаче (на низкой околоземной орбите), расширяется только до нескольких метров в ширину при приеме (на геостационарной орбите). . Обычный свет будет излучаться во всех направлениях, рассеивая луч слишком быстро, и должен быть намного мощнее, чем лазерный передатчик.

Что касается вашего последнего абзаца, дифракционный предел все еще применяется к лазерам. Чтобы луч, отправленный с LEO, имел ширину всего «несколько» метров на GEO, передатчик должен был бы иметь апертуру в несколько метров в диаметре, что, вероятно, нецелесообразно (не говоря уже о сложности наведения чего-либо с близкой коллимацией). Тем не менее, если вы позволяете лучу распространяться на километр или более на геостационарной орбите, передатчик может быть довольно маленьким, и вы все равно получите гораздо лучший бюджет канала, чем радио.
"очень большой источник энергии" да, это хороший способ выразить это. Подобно источникам энергии, используемым в Project Orion.

Немного скудных данных доступно для системы EDRS от ESA: EDRS И немного от Airbus EDRS

По крайней мере, некоторые основные скорости передачи данных и расстояния.