Китайские ученые успешно передали данные из космоса на Землю с впечатляющей скоростью в 1 Гбит/с. Для этого использовался маломощный 2-ваттный лазер со спутника на геостационарной околоземной орбите. Такой показатель в пять раз превышает скорость передачи данных спутниковой системы Starlink.
В эксперименте, проведенном под руководством профессора Ву Цзяня из Пекинского университета почты и телекоммуникаций и Лю Чао из Академии наук КНР, использовалась технология, сочетающая адаптивную оптику (AO) и прием с разнесением режимов (MDR). Комбинация этих методов позволила преодолеть проблему атмосферной турбулентности — неупорядоченного движения воздуха в атмосфере, которое влияет на передачу сигнала по оптическому каналу, уменьшая дальность связи и ухудшая качество передачи.
В отличие от радиоволн, лазерный луч может передавать данные на огромные расстояния с минимальными потерями энергии. Однако если радиосигналы проходят через атмосферу почти беспрепятственно, свет лазера может рассеиваться и искажаться из-за турбулентности. Ранее ученые боролись с этим, либо «выравнивая» луч с помощью адаптивной оптики, либо улавливая его несколькими приемниками.
Однако китайские ученые решили объединить оба метода, добавив «умный» алгоритм, который в реальном времени выбирает самые четкие фрагменты сигнала. Так, сочетание AO-MDR не просто помогло справиться с помехами — оно усиливало сигнал за счет выбора самых стабильных каналов.
Эксперимент прошел в обсерватории Лицзян (Юго-Западный Китай). Специалисты направили 1,8-метровый телескоп на засекреченный спутник в 36 705 км от Земли, название которого не раскрывается. Внутри телескопа — 357 микрозеркал, которые в реальном времени способны изменять форму искривленного лазерного луча и уменьшать искажения. После этого многоплоскостной преобразователь (MPLC) разделяет свет на восемь каналов, а специальный алгоритм выбирает три самых мощных и объединяет их.
Полученные результаты показывают, что новый метод значительно повысил надежность сигнала — доля успешной передачи выросла с 72% до 91,1%.
«Этот метод эффективно предотвращает ухудшение качества связи, вызванное чрезвычайно низкой мощностью сигнала», — подчеркивают авторы исследования. Достигнутая скорость в 1 Гбит/с позволяет за секунды передать большие объемы данных — например, видео в HD-качестве. Технология особенно важна для информации повышенной значимости, где ошибки недопустимы.
Разработка такой технологии является еще одним важным шагом в развитии космической лазерной связи для КНР. В 2020 году китайский спутник «Шицзянь-20» достиг рекордной скорости передачи данных с помощью лазера в 10 Гбит/с, хотя технические характеристики последнего остаются засекреченными. Сообщалось также, что американские военные пытались следить за спутником с близкого расстояния, но китайский аппарат смог выполнить определенные маневры и скрыться от посторонних глаз.
Поскольку глобальная конкуренция в области спутникового интернета и передачи данных из космоса усиливается, новое достижение КНР может вывести страну на передовые позиции в области связи нового поколения и помочь компаниям страны обойти конкурентов, таких как система Starlink от американской SpaceX (которая, кстати, в Китае не работает).
Ранее частная китайская компания Chang Guang испытала технологии сверхскоростной лазерной передачи изображений между спутниками и Землей. Приемная станция была размещена на автомобиле, а лазерный терминал был заранее установлен на одном из недавно запущенных космических аппаратов. Специалистам удалось достичь скорости в 100 Гбит/с.
Оценил 1 человек
2 кармы