Die Laserkommunikationsbranche entwickelt sich rasant und steht kurz vor dem Eintritt in eine goldene Entwicklungsphase. Teil Eins

Die Laserkommunikationsbranche entwickelt sich rasant und steht kurz vor dem Eintritt in eine goldene Entwicklungsphase

Laserkommunikation ist eine Art Kommunikationsmodus, bei dem Laser zur Informationsübertragung eingesetzt werden. Laser ist eine neue Art vonLichtquelle, das sich durch hohe Helligkeit, starke Richtwirkung, gute Monochromie und starke Kohärenz auszeichnet. Je nach Übertragungsmedium kann es in atmosphärische unterteilt werdenLaserkommunikationund Glasfaserkommunikation. Atmosphärische Laserkommunikation nutzt die Atmosphäre als Übertragungsmedium. Glasfaserkommunikation ist ein Kommunikationsmodus, bei dem Glasfaser zur Übertragung optischer Signale verwendet wird.

Das Laserkommunikationssystem besteht aus zwei Teilen: Senden und Empfangen. Der Sendeteil besteht hauptsächlich aus Laser, optischem Modulator und optischer Sendeantenne. Der Empfangsteil umfasst hauptsächlich eine optische Empfangsantenne, einen optischen Filter undFotodetektorDie zu übermittelnden Informationen werden an eineOptischer Modulatormit dem Laser verbunden, der die Informationen auf demLaserund sendet es über eine optische Sendeantenne aus. Am Empfangsende empfängt die optische Empfangsantenne das Lasersignal und sendet es an dieoptischer Detektor, der das Lasersignal in ein elektrisches Signal umwandelt und es nach Verstärkung und Demodulation in die ursprünglichen Informationen zurückverwandelt.

Jeder Satellit im geplanten Mesh-Kommunikationssatellitennetzwerk des Pentagons könnte über bis zu vier Laserverbindungen verfügen, um mit anderen Satelliten, Flugzeugen, Schiffen und Bodenstationen kommunizieren zu können.Optische VerbindungenDie Kommunikation zwischen Satelliten ist entscheidend für den Erfolg der erdnahen Umlaufbahnkonstellation des US-Militärs, die für die Datenkommunikation zwischen mehreren Planeten genutzt werden soll. Laser können höhere Übertragungsraten als herkömmliche HF-Kommunikation ermöglichen, sind aber auch deutlich teurer.

Das US-Militär hat kürzlich Aufträge im Wert von knapp 1,8 Milliarden US-Dollar für das 126-Konstellation-Programm vergeben. Der Aufbau soll separat von US-Unternehmen erfolgen, die eine optische Eins-zu-viele-Kommunikationstechnologie für Punkt-zu-Mehrpunkt-Übertragungen entwickelt haben. Diese Technologie könnte die Kosten für den Aufbau der Konstellation senken, indem sie den Bedarf an Terminals drastisch reduziert. Eine Eins-zu-viele-Verbindung wird durch ein Gerät namens Managed Optical Communication Array (kurz MOCA) hergestellt, das einzigartig ist, weil es hochmodular ist. Das MOCA Managed Optical Communication Array ermöglicht optische Inter-Satelliten-Verbindungen zur Kommunikation mit mehreren anderen Satelliten. Bei der traditionellen Laserkommunikation erfolgt die gesamte Verbindung Punkt-zu-Punkt, also eine Eins-zu-eins-Beziehung. Mit MOCA kann eine optische Inter-Satelliten-Verbindung mit 40 verschiedenen Satelliten kommunizieren. Diese Technologie senkt nicht nur die Kosten für den Aufbau von Satellitenkonstellationen. Wenn die Kosten für Knoten sinken, können auch unterschiedliche Netzwerkarchitekturen und somit unterschiedliche Servicelevel implementiert werden.

Vor einiger Zeit führte der chinesische Beidou-Satellit ein Experiment zur Laserkommunikation durch und übertrug erfolgreich Signale in Form eines Lasers an eine Empfangsstation auf der Erde. Dies ist für die Hochgeschwindigkeitskommunikation zwischen Satellitennetzwerken in der Zukunft von außerordentlicher Bedeutung. Durch den Einsatz der Laserkommunikation können Satelliten Tausende Megabit Daten pro Sekunde übertragen. Die Downloadgeschwindigkeit im Alltag beträgt einige Megabit bis zehn Megabit pro Sekunde. Sobald die Laserkommunikation realisiert ist, können Downloadgeschwindigkeiten von mehreren Gigabyte pro Sekunde erreicht werden, in Zukunft sind sogar Terabyte möglich.

Das chinesische Navigationssystem Beidou hat derzeit Kooperationsabkommen mit 137 Ländern weltweit unterzeichnet und genießt weltweit einen gewissen Einfluss. Es wird auch künftig weiter ausgebaut. Obwohl das chinesische Navigationssystem Beidou das drittgrößte ausgereifte Satellitennavigationssystem ist, verfügt es über die größte Anzahl an Satelliten, die sogar die des GPS-Systems übertrifft. Das Beidou-Navigationssystem spielt derzeit sowohl im militärischen als auch im zivilen Bereich eine wichtige Rolle. Die Realisierung der Laserkommunikation wäre eine gute Nachricht für die Welt.