Laser kommunikation ist eine der wichtigen Richtungen für die Entwicklung zukünftiger Kommunikations technologien

Kürzlich verwendeten General Atomic Electromagnetic Systems und die US-Verteidigungsbehörde Space Development Agency im Kennedy Space Center in Cape Canaveral, Florida, die kommerzielle Rakete "Falcon 9" von SpaceX, um den Satelliten Laser Interconnect Network Communication System (LINCS) zu starten, um die Spur zu bestimmen .

Einzigartige Laser kommunikation

Als neuartige Lichtquelle zeichnet sich der Laser durch hohe Helligkeit, starke Direktionalität, gute Monochromatizität und starke Kohärenz aus.Die Laser kommunikation nutzt Laser als Informationsträger. Im Vergleich zur traditionellen Funkkommunikation hat die Satelliten- Laser kommunikation viele einzigartige Eigenschaften:

Zunächst einmal hat die Laser-Trägerfrequenz eine Größenordnung von Hunderten von THz, was 3 bis 5 Größenordnungen höher ist als die herkömmliche Funkkommunikation mit einer Trägerfrequenz im Bereich von mehreren GHz bis zu mehreren zehn GHz und haben eine höhere Kommunikationsgeschwindigkeit. Zweitens ist der Laserdivergenzwinkel klein, die Strahlbreite ist extrem schmal und die Richtwirkung ist gut, und es ist nicht einfach, im Weltraum eingefangen zu werden. Bei der Laser kommunikation muss sich das Gerät in einem engen Strahl befinden, um ein klareres Signal zu empfangen.Daher kann der Laser für die streng vertrauliche Kommunikation zwischen zwei Punkten verwendet werden, und es kann auch ein Anti-Intercept-Laser-Kommunikationsnetzwerk für Multi- Punkt Vertraulichkeit Kommunikation, der Kommunikationsprozess ist nicht anfällig für externe Störungen und bietet eine bessere Sicherheit und Zuverlässigkeit. Gleichzeitig ist die Laserwellenlänge 3 bis 5 Größenordnungen kleiner als die Funkwellenlänge.Die optische Sendeempfänger-Antenne, die Sende- und Empfangskomponenten, die vom Laser kommunikationssystem benötigt werden, sind kleiner und leichter als die vom Funk benötigten kann die Anforderungen der Miniaturisierung und des geringen Gewichts erfüllen. , Geringer Stromverbrauch.

Laser kommunikation ist eine der wichtigen Richtungen für die Entwicklung zukünftiger Kommunikations technologien

Obwohl die Laser kommunikation auch gewisse Einschränkungen hat. Zum Beispiel sind die Kosten der Laser kommunikation im Vergleich zur Mikrowellenkommunikation höher; wenn der Laser in die Atmosphäre übertragen wird, wird er durch Schnee, Nebel und Regen stark gedämpft, was die Kommunikationsqualität beeinträchtigt; und die extrem hohe Richtwirkung des Laserstrahls führt auch zur Stabilität des Gerätes Hohe Anforderungen an Leistung und Genauigkeit. Aber im Allgemeinen wird die Laser kommunikation im militärischen Bereich und in der Zukunft die Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung im Weltraum weit verbreitet sein, was zu einem internationalen Konsens und Trend geworden ist. Zuvor sagte Derek Tournier, Direktor der United States Space Development Agency, dass Laser kommunikation "hohe Bandbreite, niedrige Latenz und Kommunikations netzwerk mit geringer Wahrscheinlichkeit von Signal störungen bringen kann Auf dem Wasser, auf dem Boot, noch in der Luft."

Die Hilfe des "Großmachtwettbewerbs"

Tatsächlich haben die Vereinigten Staaten und andere Länder schon vor langer Zeit die Führung bei der Erforschung der Laser kommunikationstechnologie über Satelliten übernommen: 1968 schickten Forscher des NASA Goddard Space Flight Center in den Vereinigten Staaten einen Laserstrahl von der Bodenstation zum der Satellit GEOS-II mit niedriger Erdumlaufbahn. , Durchführung von Laserübertragungsexperimenten zur Analyse des Einflusses atmosphärischer Turbulenzen auf die Lasersignalübertragung; 1985 verwendeten die Vereinigten Staaten hochpräzise Tracking-Technologie, um eine stabile Laser kommunikationsverbindung aufzubauen. Im Jahr 2013 wurde das US-Projekt zur Demonstration und Verifizierung der Mond laser kommunikation erfolgreich umgesetzt und eine solide technische Grundlage für die Entwicklung der Satelliten laser kommunikation gelegt.

In den letzten Jahren seien die USA wieder zum "Wettbewerb der Großmächte" zurückgekehrt. Das US-Militär geht davon aus, dass gegenwärtig verschiedene Waffensysteme auf Funksignalkommunikation angewiesen sind, die auch die Grundlage einiger automatischer Funktionen darstellt.Obwohl automatische Funktionen die Abwehr von Waffen verbessern können, können Funksignale leicht "gehackt" werden. Laut Washington hat Russland bei der Entwicklung elektronischer Kriegsführungssysteme erhebliche Fortschritte gemacht. Das Pentagon Joint Artificial Intelligence Center hat kürzlich einen Bericht veröffentlicht, in dem es heißt: "Die Technologie des russischen Militärs ist fortschrittlicher als die der Vereinigten Staaten, und es entwickelt die künstliche Intelligenz schnell, um einen Informationsvorteil auf dem Schlachtfeld zu erlangen." In diesem Fall ist die Laser kommunikation zu einem der Schwerpunkte des US-Militärs geworden.

Berichten zufolge ist dies der erste Satellitenstart der Space Development Agency des US-Verteidigungsministeriums seit ihrer Gründung im Jahr 2019. Das Laserverbindungsnetzwerk-Kommunikationssystem besteht aus 12 Miniatur-"CubeSats". Jeder Satellit trägt ein optisches C-Band-Dual-Wellenlängen-Vollduplex-Kommunikationsterminal (OCT) und eine Infrarot-(IR)-Nutzlast. Alle Komponenten wurden im San . entworfen und hergestellt Diego Produktionsanlage von Atomic Electromagnetic Systems, zwei Satelliten waren im Orbit und wurden in Betrieb genommen. Laut Analyse werden das US-Militär und General Atomics versuchen, die Kommunikationsmethoden zu ändern, um die Chance der Satelliten- Laser kommunikation vor Russland und anderen Ländern zu nutzen. Scott Forney, Präsident der General Atomic Electromagnetic Systems Group, sagte, dass die Zukunft in der Welt der optischen Kommunikation liegt und das bevorstehende Experiment den Beginn der "Evolution" der Kommunikation markiert.

Militärwörterbuch

Das Prinzip der Laser kommunikation: Beim Einsatz von Lasern zur Kommunikation müssen Techniker zunächst verschiedene Signalformen in modulierte Lichtstrahlen umwandeln. An der Empfangsstation muss der Techniker mit dem Laserempfangsgerät den modulierten Strahl empfangen und demodulieren, um das erforderliche Signal vom Laserstrahl (Träger) zu trennen.Der Ausgangsstrom in Abhängigkeit von der Signalstärke wird schrittweise verstärkt, und dann an Lautsprecher oder andere Geräte gesendet.