Станом на сьогодні супутники використовують радіосигнали для зв’язку між собою. Однак радіочастотний спектр є обмеженим і зі зростанням кількості супутників вони починають заважати один одному. З метою вирішення цієї проблеми, дослідники вивчають оптичний зв’язок, який використовує точні лазерні промені замість радіохвиль. Лазерний зв’язок може передавати значно більше даних, ніж радіо. Головна складність полягає у створенні обладнання, здатного точно вирівнюватися з лазерним променем, поки супутники рухаються на високих швидкостях, і водночас обробляти великі потоки інформації.
Компанія NTT (японський телекомунікаційний гігант, який є одним із світових лідерів у розробці оптичних мереж) досліджує, чи може технологія, розроблена для наземних інтернет-мереж, працювати у космосі. Вони адаптують інструменти з ініціативи Innovative Optical and Wireless Network (IOWN), які зазвичай використовуються у волоконно-оптичних кабелях на Землі, щоб перевірити їхню придатність для роботи над планетою. Однією з ключових ідей компанії є Optical Inter-Satellite Link (OISL) — оптичний міжсупутниковий зв’язок. У запропонованій NTT системі супутники використовують лазерні передавачі й приймачі, так звані «оптичні термінали», які передають дані через вакуум космосу за допомогою світла, створюючи високошвидкісний канал зв’язку між супутниками на різних орбітах. Для досягнення таких швидкостей, дослідники використовують метод під назвою цифрова когерентна передача. Це та сама технологія, що застосовується в далекомагістральних волоконно-оптичних кабелях, але замість простого вмикання й вимикання світла вона кодує дані через форму та напрямок світлової хвилі. На приймальному боці цифрова обробка сигналу відновлює його та виправляє спотворення. Такий підхід дозволяє передавати значно більше інформації, ніж стандартні світлові сигнали.
Використання технологій IOWN у космосі додає новий фактор — швидкість. Оскільки супутники рухаються дуже швидко, частота світлового сигналу змінюється залежно від того, наближаються вони чи віддаляються один від одного. Якщо система не враховує ці зміни, зв’язок переривається. Значна частина досліджень NTT спрямована на те, щоб обладнання могло автоматично компенсувати ці зсуви та підтримувати стабільне з’єднання. Ще одним викликом
є саме обладнання, яке має бути компактним і споживати мінімум енергії через обмежні ресурси космічних апаратів. Задля зменшення розмірів й енергоспоживання, NTT працює над інтеграцією процесорів, оптичних схем і підсилювачів в один компактний модуль. Це скорочує шлях сигналу, економить енергію та робить пристрій легшим.
Кінцева мета NTT — створити багаторівневу комунікаційну мережу, що з’єднує наземні станції, стратосферні платформи та супутники на різних орбітах. Такі лазерні канали дозволять даним швидко переміщатися через космос, перш ніж вони будуть передані користувачам на Землі.
Поточні плани NTT передбачають розробку протягом 2026 року з можливим комерційним впровадженням наприкінці десятиліття. Вона може знайти застосування у військовій сфері, національній безпеці та у глобальних інтернет-провайдерах.
Джерело: https://group.ntt