전문가들은 광통신에 대한 도전과 기회를 인용합니다.

위성 지상 세그먼트 공급자는 지상 기반 광 통신에 회의적인 경향이 있습니다.

그들은 광학 위성간 링크의 유용성을 의심하지 않습니다.

그들은 저궤도의 위성을 지상과 연결하기 위해 기업 고객이 광 터미널을 얼마나 빨리 채택할 것인지에 대해 질문할 뿐입니다.

2020년 그리스에 최초의 상업용 지상국을 설립한 노르웨이 회사인 Kongsberg Satellite Systems의 사장 겸 CEO인 Rolf Skatteboe는 “개인적으로는 광학에서 저궤도까지의 궤도가 실제로 갈 것이라고 생각하지 않습니다. 많은 위성-위성 링크가 될 수 있습니다. 그러나 더 흥미로운 것은 달과 그 너머에 대한 광학입니다.”

Skatteboe는 15월 XNUMX일 파리에서 열린 World Satellite Business Week 패널에서 KSAT가 최초의 상업용 광 접지 터미널을 운영하고 있다고 언급하면서 논평했습니다.

SSC 위성 관리 서비스 사장인 동료 패널리스트인 Nick Priborsky는 Swedish Space Corp.도 광통신 채택 속도에 대해 "회의적"이라고 말했습니다. "그럼에도 불구하고 그 경험을 벨트 아래에 두는 것도 중요합니다."

SSC는 그날 늦게 서호주에 최초의 광 지상국을 구축할 계획을 발표했습니다.

정부의 요구

기술의 단기적 전망에 대해 의심스러운 기업이 광학 지상국을 구축하는 이유는 무엇입니까? 부분적으로는 정부 기관이 탭을 선택하기 때문입니다.

SSC의 광학 접지 터미널은 유럽 우주국에서 자금을 지원했습니다. 미국에서 우주군의 우주 개발국은 공중 및 지상 터미널뿐만 아니라 다른 우주선과 통신하기 위해 광학 터미널이 장착된 위성에 수십억 달러를 지출하고 있습니다.

정부 기관의 경우 매력의 일부는 보안입니다. 광학 신호는 좁은 광선으로 이동하므로 무선 주파수 신호보다 가로채거나 재밍하기가 더 어렵습니다.

Aerospace Corp.의 광학 통신 수석 엔지니어인 Shantanu Gupta는 "당신이 의도한 위성에 RF 빔을 보낼 수 있지만 그 그림자 뒤에 또 다른 위성이 있습니다"라고 말했습니다. "[RF] 빔은 광학 빔보다 1,000~10,000배 더 넓기 때문에 간섭이 발생합니다."

광학 링크는 또한 광학 및 합성 개구 레이더 위성이 위성에서 위성으로, 우주에서 지상으로 얻은 방대한 양의 지구 관측 데이터의 전송 속도를 높일 수 있습니다.

"센서가 더 많은 데이터를 생성할 수 있는 시점에 있습니다."라고 Gupta는 말했습니다. "낮은 대기 시간으로 다운시킬 수 있는 두꺼운 파이프가 있다면 여전히 대부분의 처리 및 컴퓨팅 성능이 현장에 있기 때문에 매우 유용할 것입니다."

전반적으로 광통신은 "고속 데이터 연결을 가능하게 하고 플랫폼 간에 복원력을 제공하는 훌륭한 기술"이라고 Lockheed Martin의 통신 및 네트워킹 기술 수석 관리자인 Julee Pandya는 말했습니다. RF 통신과 마찬가지로 광학 기술은 "특정 고객의 요구와 애플리케이션에 대한 이점을 극대화하기 위해" 적용할 수 있는 도구라고 Pandya는 인터뷰에서 말했습니다.

Lockheed Martin은 Airbus US 자회사인 Tesat-Spacecom이 제공하는 광학 터미널을 갖춘 Space Development Agency용 위성을 생산하고 있습니다.

어떤 비용으로?

회의론자들은 광학 신호가 우주에서 데이터를 전송할 수 있는지 의심하지 않습니다.

일본 우주국 JAXA는 2006년에 도쿄의 지상국과 저궤도에 있는 광학 궤도간 엔지니어링 테스트 위성 사이에 광학 링크를 구축했습니다. NASA의 Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer 위성에 대한 Lunar Laser Communications Demonstration은 2013년 지상에서 달 궤도로 고화질 비디오를 보냈습니다.

또한 사람들은 광학 위성간 링크의 가치에 의문을 제기하지 않습니다.

Gupta는 인터뷰에서 "일반적으로 위성 간 링크에 대해 말하면 거의 모든 사람들이 광학을 생각하고 있습니다."라고 말했습니다. "성숙한 단계에 거의 도달했습니다."

예를 들어 미 국방부의 우주 개발국은 수백 개의 로켓을 발사할 계획입니다. 전송 계층 위성 이미지와 데이터를 전 세계로 전송하기 위한 광학 교차 링크와 지상으로 전송하기 위한 RF 및 광학 터미널이 있습니다.

데릭 투르니어(Derek Tournear) SDA 국장은 지난 XNUMX월 캘리포니아 마운틴뷰에서 열린 MilSat 심포지엄에서 "데이터를 전송 계층으로 가져오면 필요한 무기 시스템으로 데이터를 옮길 수 있고 데이터를 융합할 수 있다"고 말했다.

기관의 구매력과 결합된 광학 기술에 대한 SDA의 신뢰 투표는 광학 단말기의 비용을 낮추는 데 도움이 됩니다.

초기 광통신 시연은 맞춤형 터미널을 비행하는 정부 기관에서 수행되었습니다. 최근 몇 년 동안 기업들은 광 단말기의 비용을 낮추고 위성 별자리를 공급하기 위해 대량 생산을 시작했습니다.

Voyager Space가 올해 초에 인수한 회사인 Space Micro의 CEO이자 이사이자 공동 설립자인 David Czajkowski는 "문제는 시스템이 감당할 수 있는 경제적인 비용과 일정으로 터미널을 생산할 수 있도록 만드는 것입니다."라고 말했습니다. Space Micro는 Space Force Space Systems Command에 광학 단말기를 공급하는 계약을 체결했습니다.

지구의 대기를 꿰뚫다

기업들이 경제적 측면에서 꾸준히 발전하고 있는 동안 지상 부문 제공업체는 다른 문제를 지적합니다.

구름과 안개는 광학 신호를 차단합니다. 그리고 지구의 대기는 광파를 왜곡하여 강도의 변동을 일으킵니다.

전자 부품 제조업체인 Communication and Power Industries의 Andrew Ivers 사장은 세계 위성 비즈니스 주간 패널에서 "아무것도 움직이지 않을 때 광학 링크를 설정하고 안정적으로 작동시키는 것은 정말 어려운 일"이라고 말했습니다. "모든 것이 조금씩 움직이고 날씨가 온화할 때 신나는 분위기에서 일하게 하는 것은 큰 문제가 될 수 있습니다."

이 문제가 해결될 수 있다면 광학 기술은 "위성 산업에서 훌륭한 본거지를 갖게 될 것"이라고 Hughes Network Systems의 수석 부사장 겸 총책임자인 동료 패널리스트인 Paul Gaske가 덧붙였습니다. “[처리량이 많은 위성] 세계에서 위성에 도달하는 데 필요한 용량을 보면 게이트웨이 20개 또는 더 작은 크기의 게이트웨이 200개를 배치할 것입니다. 우리는 단일 스트림에서 충분한 비트를 얻을 수 없기 때문에 그렇게 하고 있습니다. 하지만 광학 링크를 작동시킬 수 있다면 정말 좋을 것입니다.”

날씨의 영향을 줄이기 위해 조직은 광학 지상국을 위해 햇볕이 잘 드는 위치나 산꼭대기를 찾습니다. 불행히도 이러한 사이트는 필요한 지상 인프라를 항상 제공하지는 않습니다.

Hughes Network Systems International Division의 부사장인 Kartik Seshadri는 인터뷰에서 "내 게이트웨이에 대한 인터넷 연결이 필요합니다."라고 말했습니다. "저는 인터넷에 다양하고 가용성이 높은 광섬유가 필요합니다."

이러한 장애물을 제거하기 위해 회사는 지리적으로 분산된 지상국 네트워크를 구축하고 있습니다.

Honeywell의 소형 위성 담당 수석 이사인 Andrew Csizmar는 World Satellite Business Week에서 "다각화로 귀결됩니다."라고 말했습니다. “충분한 지상국을 확보하면 필요한 처리량을 얻을 수 있지만 전 세계적으로 적용될 것입니다. 그런 다음 연결성은 백홀을 사용자에게 다시 제공하는 방법에 관한 것입니다.”

Honeywell은 Skyloom과 협력하여 York Space Systems에서 건설 중인 Space Development Agency 위성에 광학 위성간 링크를 제공합니다.

난기류에 대처하기

기업들은 지구 대기로 인한 왜곡을 기술로 해결하고 있습니다.

대기 기류는 광파를 방해하는 연기나 수증기를 운반할 수 있습니다.

대기 난류를 중화하기 위해 웨이브프론트 센서는 대기가 광선에 미치는 영향을 확인하고 빠르게 조정되거나 변형 가능한 미러를 사용하여 중단을 보상합니다. 지상 관측소는 우주 이미지의 품질을 향상시키기 위해 유사한 기술을 사용합니다.

Gupta는 "그것은 제어 루프입니다."라고 말했습니다. "당신은 그것을 감지하고 적응형 광학으로 교정합니다."

Lockheed Martin은 미래를 내다보며 대기 난류를 해결하기 위한 비기계적 기술을 조사하고 있습니다.

"우리는 제조 및 통합이 어려울 수 있는 것에서 벗어나고 싶습니다."라고 Pandya는 말했습니다. "미래에는 이러한 시스템 중 일부의 전반적인 신뢰성을 개선하고 크기, 무게 및 전력을 줄이기 위한 비기계적 솔루션이 구상됩니다."

이 기사는 원래 SpaceNews 잡지의 2022년 XNUMX월호에 "Walking a Narrow Beam: 레이저 링크는 위성 중계에 적합하지만 이를 지상으로 가져가는 데 많은 어려움이 있습니다."라는 제목으로 실렸습니다.

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• 출처: https://spacenews.com/walking-a-narrow-beam-laser-links-are-great-for-satellite-relay-but-challenges-abound-for-taking-it-to-ground/