Uydular giderek İnternet’in ağ düğümleri haline geliyor. Karasal düğümler fiber optik ağlarla birbirine bağlanırken, uydular da ancak optik olarak ağ bağlantılı oldukları takdirde güncel gelişmelere ayak uydurabilmektedir. Güvenli Bağlantı Girişimi gibi Avrupa Komisyonu programları ve Starlink veya Oneweb gibi gelecek nesillerle benzer gelişmeler için çabalayan çok sayıda ticari ağ bu teknolojiye dayanmaktadır. Alman Havacılık ve Uzay Merkezi’nin (DLR) İletişim ve Navigasyon Enstitüsü’nde 20 yılı aşkın bir süredir tasarlanıp geliştirilip test edilen optik uydu bağlantıları, konuların merkezinde yer alıyor. Optik bağlantılar, yalnızca iletişim ağları için değil, aynı zamanda kuantum şifreleme için de değerlendiriliyor. Bu, geleceğin güvenli internetini ve yeni nesil uydu navigasyon sistemlerini sağlamalıdır. DLR, bu teknolojileri ilerletmek için uzun yıllardır deneysel yer istasyonları işletiyor. 12 Ekim 2022’de Oberpfaffenhofen’deki DLR tesisinde yeni, daha güçlü bir yer istasyonu açıldı.
“Gelecekte, uyduları verimli bir şekilde ağ kurmak ve yer ile veri alışverişinin güvenli ve verimli olmasını sağlamak, iletişim, navigasyon ve yer gözleminde ve Haberin Detaylarıda sürekli artan veri miktarı göz önüne alındığında giderek daha önemli hale gelecektir. gittikçe azalan radyo lisansları,” diyor Prof .Dr.-Ing. Anke Kaysser-Pyzalla. “Optik boş uzay iletişimi burada ümit verici bir bakış açısı sunuyor, çeşitli olasılıklarını Oberpfaffenhofen’deki yeni genişletilmiş yer istasyonu ile test edip daha da geliştireceğiz. Özellikle hassas verilerin alışverişini güvenceye almak söz konusu olduğunda, örneğin kritik uzaydaki ve dünyadaki altyapılar, uydu tabanlı kuantum iletişim çözümleri bize belirleyici ilerlemeler sağlayabilir.” Yeni optik yer istasyonunun kalbi, teleskoptan gelen ışığın aynalar aracılığıyla doğrudan aşağıdaki laboratuvara yönlendirildiği Coudé düzeninde 80 santimetre çapında yeni bir teleskoptur. daha önce bu formda gerçekleştirilmemiştir.
Terabit hızlarında veri aktarımı
İletişim uydularını internete bağlamak veya yer gözlem uydularından veri işleme merkezlerine veri iletmek için kullanılanlar gibi, uydular ve yerdeki alıcı istasyonlar arasındaki optik bağlantılar, atmosfer boyunca gerekli yol konusunda özel bir zorluk teşkil eder. Atmosferdeki sıcaklık dalgalanmaları, optik uydu sinyallerinin bozulmasına neden olarak iletim hatalarına neden olabilir.
Yeni yer istasyonu, zorlu koşullar altında bile hatasız iletim prosedürleri elde etmek için bu fenomenlerin öncekinden daha hassas bir şekilde incelenmesine olanak tanır. DLR İletişim ve Navigasyon Enstitüsü’nün çalışmaları, hem yerdeki sinyalleri en iyi şekilde alabilmeyi hem de yer istasyonundan gelen iletim sinyallerini “önceden bozarak” uzayda uyduya ulaşmasını hedefliyor. mümkün olduğunca az müdahale Enstitü yer seviyesindeki testlerde 2016’da saniyede 1,72 terabit, 2017’de saniyede 13,2 terabit iletim hızına ulaşmayı başardı. Bu veri hızı, tüm Batı Avrupa’ya hızlı bir İnternet sağlamak için yeterli olacaktır. bağlantı. Yeni yer istasyonu ile artık bu tür testler uydularla da gerçekleştirilebilecek.
uzaydan gelen kuantum anahtarı
Uydu sinyalinin hassas eşitlenmesi, kuantum anahtarlarını uzaydan olabildiğince verimli bir şekilde dağıtabilmek için de temel bir ön koşuldur. DLR İletişim ve Navigasyon Enstitüsü, bu konuda başarılı bir ön çalışma yapmış ve Münih Ludwig Maximilian Üniversitesi (LMU) ile birlikte 2013 yılında bir uçaktan yere başarılı iletim testleri gerçekleştirmiştir. Kuantum anahtarları gelecekte, şifrelenmiş karasal iletimi güvenli hale getirmek için kullanılacaktır; kuantum bilgisayar dayanmak DLR uzay araştırmaları ve teknolojisi program müdürlüğü başkanı Dr. Susann Groß, “İletişimin bariz bir şekilde güvenli bir şekilde korunması, özellikle devlet kurumları, yetkililer, bankalar, sigorta ve sanayi şirketleri gibi kullanıcılar için çok büyük önem taşıyor” diyor.
Optik uydu bağlantıları ile daha hassas navigasyon
Avrupa Galileo ve Amerikan GPS gibi uydu navigasyon sistemleri, günlük yaşamda ve iş hayatında vazgeçilmez altyapılar olarak şimdiden demir atmıştır. Kesin zaman sinyalleri gönderirler. Alıcı bu bilgiyi en az dört uydudan alıyorsa, saatler doğru senkronize edilmişse ve uydu yörüngeleri tam olarak biliniyorsa alıcı buradan tam konumunu belirleyebilir. Uydulardan gelen zaman sinyallerini senkronize etmek ve uydu yörüngelerini belirlemek için günümüzde yerdeki çok sayıda sensör istasyonundan alınan ölçümlere dayalı karmaşık bir sürecin gerçekleşmesi gerekmektedir. Kepler ile DLR’de navigasyon uyduları arasında optik bağlantıların kullanıldığı yeni bir yaklaşım geliştirildi. Bu optik bağlantılar, uyduları doğrudan senkronize etmek ve yalnızca iki yer istasyonu ile yörüngeleri kesin olarak belirlemek için kullanılır. Bu, yalnızca sistemin önemli ölçüde basitleştirilmesine değil, aynı zamanda önemli ölçüde geliştirilmiş bir doğruluğa da yol açar.
DLR Uzay Bölümü Başkanı Dr. Pagels-Kerp, “Kepler yaklaşımı, yüksek hassasiyetli konum verileri aracılığıyla trafikte gelecekteki otomasyonu önemli ölçüde kolaylaştırma potansiyeline sahiptir” diyor. Ayrıca, sistem, örneğin savaş bölgeleri ve kriz bölgeleri gibi günümüzde kasıtlı olarak ortaya çıkan aksaklıklara karşı artık duyarlı olmayacaktır. Bu bağlamda, yeni yer istasyonu, DLR konseptlerinin doğrulanmasına değerli katkılar sağlayacaktır.
Teknoloji transferi
DLR İletişim ve Navigasyon Enstitüsü, optik boş alan bağlantılarının geliştirilmesi için dünyanın önde gelen araştırma enstitülerinden biridir. Enstitü ortamında, Backnang’daki TESAT Spacecom ve yan şirket Mynaric gibi şirketler bu sektördeki en önemli şirketler haline geldi. Yeni yer istasyonu, bu güçlü Alman konumunun korunmasına ve daha da geliştirilmesine yardımcı olacaktır.
“Gelecekte, uyduları verimli bir şekilde ağ kurmak ve yer ile veri alışverişinin güvenli ve verimli olmasını sağlamak, iletişim, navigasyon ve yer gözleminde ve Haberin Detaylarıda sürekli artan veri miktarı göz önüne alındığında giderek daha önemli hale gelecektir. gittikçe azalan radyo lisansları,” diyor Prof .Dr.-Ing. Anke Kaysser-Pyzalla. “Optik boş uzay iletişimi burada ümit verici bir bakış açısı sunuyor, çeşitli olasılıklarını Oberpfaffenhofen’deki yeni genişletilmiş yer istasyonu ile test edip daha da geliştireceğiz. Özellikle hassas verilerin alışverişini güvenceye almak söz konusu olduğunda, örneğin kritik uzaydaki ve dünyadaki altyapılar, uydu tabanlı kuantum iletişim çözümleri bize belirleyici ilerlemeler sağlayabilir.” Yeni optik yer istasyonunun kalbi, teleskoptan gelen ışığın aynalar aracılığıyla doğrudan aşağıdaki laboratuvara yönlendirildiği Coudé düzeninde 80 santimetre çapında yeni bir teleskoptur. daha önce bu formda gerçekleştirilmemiştir.
Terabit hızlarında veri aktarımı
İletişim uydularını internete bağlamak veya yer gözlem uydularından veri işleme merkezlerine veri iletmek için kullanılanlar gibi, uydular ve yerdeki alıcı istasyonlar arasındaki optik bağlantılar, atmosfer boyunca gerekli yol konusunda özel bir zorluk teşkil eder. Atmosferdeki sıcaklık dalgalanmaları, optik uydu sinyallerinin bozulmasına neden olarak iletim hatalarına neden olabilir.
Yeni yer istasyonu, zorlu koşullar altında bile hatasız iletim prosedürleri elde etmek için bu fenomenlerin öncekinden daha hassas bir şekilde incelenmesine olanak tanır. DLR İletişim ve Navigasyon Enstitüsü’nün çalışmaları, hem yerdeki sinyalleri en iyi şekilde alabilmeyi hem de yer istasyonundan gelen iletim sinyallerini “önceden bozarak” uzayda uyduya ulaşmasını hedefliyor. mümkün olduğunca az müdahale Enstitü yer seviyesindeki testlerde 2016’da saniyede 1,72 terabit, 2017’de saniyede 13,2 terabit iletim hızına ulaşmayı başardı. Bu veri hızı, tüm Batı Avrupa’ya hızlı bir İnternet sağlamak için yeterli olacaktır. bağlantı. Yeni yer istasyonu ile artık bu tür testler uydularla da gerçekleştirilebilecek.
uzaydan gelen kuantum anahtarı
Uydu sinyalinin hassas eşitlenmesi, kuantum anahtarlarını uzaydan olabildiğince verimli bir şekilde dağıtabilmek için de temel bir ön koşuldur. DLR İletişim ve Navigasyon Enstitüsü, bu konuda başarılı bir ön çalışma yapmış ve Münih Ludwig Maximilian Üniversitesi (LMU) ile birlikte 2013 yılında bir uçaktan yere başarılı iletim testleri gerçekleştirmiştir. Kuantum anahtarları gelecekte, şifrelenmiş karasal iletimi güvenli hale getirmek için kullanılacaktır; kuantum bilgisayar dayanmak DLR uzay araştırmaları ve teknolojisi program müdürlüğü başkanı Dr. Susann Groß, “İletişimin bariz bir şekilde güvenli bir şekilde korunması, özellikle devlet kurumları, yetkililer, bankalar, sigorta ve sanayi şirketleri gibi kullanıcılar için çok büyük önem taşıyor” diyor.
Optik uydu bağlantıları ile daha hassas navigasyon
Avrupa Galileo ve Amerikan GPS gibi uydu navigasyon sistemleri, günlük yaşamda ve iş hayatında vazgeçilmez altyapılar olarak şimdiden demir atmıştır. Kesin zaman sinyalleri gönderirler. Alıcı bu bilgiyi en az dört uydudan alıyorsa, saatler doğru senkronize edilmişse ve uydu yörüngeleri tam olarak biliniyorsa alıcı buradan tam konumunu belirleyebilir. Uydulardan gelen zaman sinyallerini senkronize etmek ve uydu yörüngelerini belirlemek için günümüzde yerdeki çok sayıda sensör istasyonundan alınan ölçümlere dayalı karmaşık bir sürecin gerçekleşmesi gerekmektedir. Kepler ile DLR’de navigasyon uyduları arasında optik bağlantıların kullanıldığı yeni bir yaklaşım geliştirildi. Bu optik bağlantılar, uyduları doğrudan senkronize etmek ve yalnızca iki yer istasyonu ile yörüngeleri kesin olarak belirlemek için kullanılır. Bu, yalnızca sistemin önemli ölçüde basitleştirilmesine değil, aynı zamanda önemli ölçüde geliştirilmiş bir doğruluğa da yol açar.
DLR Uzay Bölümü Başkanı Dr. Pagels-Kerp, “Kepler yaklaşımı, yüksek hassasiyetli konum verileri aracılığıyla trafikte gelecekteki otomasyonu önemli ölçüde kolaylaştırma potansiyeline sahiptir” diyor. Ayrıca, sistem, örneğin savaş bölgeleri ve kriz bölgeleri gibi günümüzde kasıtlı olarak ortaya çıkan aksaklıklara karşı artık duyarlı olmayacaktır. Bu bağlamda, yeni yer istasyonu, DLR konseptlerinin doğrulanmasına değerli katkılar sağlayacaktır.
Teknoloji transferi
DLR İletişim ve Navigasyon Enstitüsü, optik boş alan bağlantılarının geliştirilmesi için dünyanın önde gelen araştırma enstitülerinden biridir. Enstitü ortamında, Backnang’daki TESAT Spacecom ve yan şirket Mynaric gibi şirketler bu sektördeki en önemli şirketler haline geldi. Yeni yer istasyonu, bu güçlü Alman konumunun korunmasına ve daha da geliştirilmesine yardımcı olacaktır.