Варианты длинных проводов малой массы для передачи данных

есть ли у кого-нибудь предложения по проводной связи на большие расстояния на лунной поверхности? Максимальная длина должна быть около 1 км. Такие дистрибьюторы, как Gore и Axon, производят отличные легкие кабели, но они рассчитаны на короткие (<10 м) расстояния.

Если это всего лишь несбыточная мечта, я, пожалуй, прибегну к беспроводной связи, а это совсем не весело.

Оптическое волокно — еще один вариант для рассмотрения, хотя условия (колебания температуры, радиационное повреждение) представляют собой проблему. Существуют также оптические каналы связи в свободном пространстве.
Какую скорость передачи данных вы ищете? И насколько устойчивым должен быть кабель: будет ли он регулярно перемещаться или будет стоять неподвижно?
Изоляция кабеля должна выдерживать температуру поверхности Луны. ПВХ расплавится, можно использовать тефлон или каптон. Или изоляция из стекловолокна.
DSL можно использовать на расстоянии до 1 км и более. Нужны только два провода, как телефонный кабель. Для снижения веса вместо меди можно использовать алюминий. Провод не должен быть слишком тонким, около 0,4 мм в диаметре хотя бы для меди. Конечно, источник питания необходим на обоих концах кабеля.
@Hobbes Скорость передачи данных от 500 Мбит/с до 1 Гбит/с. Провода будут стационарными. Кроме того, я мог бы закопать их в тонкий слой (~ 5 см) лунного грунта, который может обеспечить некоторую защиту.
Исправление к вышесказанному: 500кбит/с - 1Мбит/с
500 кбит/с - 1 Мбит/с на 1 км кажется возможным при использовании витой пары и DSL. Для равных битрейтов в обоих направлениях SDSL.

Ответы (1)

В большей степени это связано с физической природой кабеля, чем с сигнальным протоколом, в том смысле, что вы получаете лучший из возможных кабелей, а затем настраиваете свой метод передачи сигналов, чтобы передавать столько данных, сколько позволяет физика.

Классическим решением для расстояний в 1 км является RS422 , хотя существуют различные альтернативы, в том числе все, предназначенные для использования с двухпроводным телефоном , которые включают такие вещи, как адаптивное изменение скорости на основе шума. Вы также можете рассмотреть оптическое волокно, так как оно может быть легче меди и не иметь антенны длиной 1 км.

Большие вопросы связаны с тем, как будет использоваться кабель. Будет ли его запускать человек в скафандре или из барабана фиксированной длины робот. Будет ли он предварительно подключен на земле для определенной длины и цели или на месте кем-то в костюме (только два провода, ПОЖАЛУЙСТА!). Должен ли он выдерживать несколько циклов день/ночь или достаточно долго, чтобы провести один тест/эксперимент. Будет ли он развернут, когда его протащат по камням или разматывают с движущейся катушки. Потребуется ли его повторное использование / повторное определение на месте. Нужен ли малый радиус изгиба, чтобы поместиться в багажном отделении (большинство оптических волокон не любят, когда их туго скручивают).

Как только вы узнаете некоторые из приведенных выше ответов и какой у вас вес, вы сможете определить, какой протокол будет работать с вашим кабелем. Экранирование — это здорово, но оно добавит много веса, большее количество ядер даст вам больше данных, но усложнит любые соединения (два провода = один правильный, один неправильный, 8 дает почти 100 неправильных путей). Легкая пластиковая изоляция получит больше возможностей по массе, но может развалиться под действием УФ и холода. Если длина имеет значение превыше всего, вы можете использовать один проводник и заземление , чтобы получить максимальную длину для данного веса меди .

Если делать это в качестве базового проекта, хорошей отправной точкой будет 8-жильный кабель Ethernet, потому что он дешевый, хорошо изученный с большим количеством стандартного оборудования. Вероятно, работает RS422 с некоторыми ядрами, оставшимися для питания.

Если смотреть глубже (и иметь более глубокие карманы), то оптоволоконные тросы, используемые для подводных устройств, будут отправной точкой, поскольку они имеют дело с аналогичными проблемами и имеют некоторые готовые аппаратные средства / данные / исследовательские документы / неудачи, на которых можно учиться.

Сомневаюсь, что одиночный проводник и земляной возврат будут работать с лунным сухим реголитом. Без заглубления заземляющего стержня в скальную породу вместо заземления с низким сопротивлением будет изоляция. Подумайте о заземлении в пустыне Атакама. Сопротивление заземления на Земле может варьироваться от 2 до 8000 Ом·м.
Я все еще беспокоюсь о радиационном повреждении оптического волокна. Будь то полимер или стекло, ему не нужно сильно темнеть, чтобы материал толщиной в 1 км стал бесполезно ослабляющим. И поэтому я только что спросил, насколько хорошо оптическое волокно будет работать на Луне или Марсе?
@uwe, согласен с тем, что возврат земли (луны?) является неправильным решением для Луны (и, возможно, везде), но у него есть единственное достоинство, заключающееся в том, что ему нужен только один проводник, поэтому он занимает место в списке. Однако лично я не хотел бы иметь ничего общего с планом, пытаясь заставить его работать. .
Скорость RS422 на расстоянии более 1 км ограничена примерно 100 кбит/с, но задающему вопрос требуется скорость от 500 кбит/с до 1 Мбит/с. Потребуются повторители через каждые 100 м.
@Uwe, хм, скорости передачи данных не было, когда я начал отвечать. Все еще выполнимо, но потребует настройки/тестирования всей цепи как целостной системы и начинает больше походить на пользовательскую реализацию Ethernet, чем на RS422.