Satellieten kunnen terabitverbinding via lasers krijgen dankzij Nederlandse tech

TNO en Airbus DS Nederland werken samen om satellieten van laserverbindingen te voorzien die doorvoersnelheden van een terabit per seconde halen. Naast snel internet, moet dit veiliger verbindingen en internet voor landelijke gebieden mogelijk maken.

TNO Space & Scientific Instrumentation en Airbus Defence and Space Netherlands voorzien dat het datagebruik wereldwijd enorm blijft toenemen, waardoor behoefte bestaat aan internet via satellieten, in aanvulling op bestaande netwerken zoals die voor 5G. Ze werken daarom samen aan grondstations die in de toekomst via lasers met satellieten moeten communiceren om wereldwijd breedbandinternet mogelijk te maken. Recent is besloten dat die samenwerking echt tot producten voor de markt moet leiden.

Lasers bieden de mogelijkheid de datadoorvoersnelheid enorm te verhogen ten opzichte van de momenteel gebruikte RF-signalen. Daarnaast maken dit soort lasercommunicatiesystemen, door hun compactheid, netwerken van kleine breedbandsatellieten mogelijk die onderling verbonden zijn met ‘cross-links’. Deze netwerken bieden wereldwijde dekking en hebben zeer lage latency. Het Nederlandse high-techconsortium FSO Instruments is leverancier van dergelijke systemen. Voor defensiedoeleinden is de communicatietechniek interessant, omdat deze veiliger en moeilijker af te tappen is. Het project van TNO en Airbus DS draagt de naam TOmCAT, wat staat voor Terabit Optical Communication Adaptive Terminal.

De mogelijkheden van lasers voor de communicatie met ruimtevaartuigen zijn al decennia bekend. Er zijn dan ook veel experimenten geweest met bijvoorbeeld de precisie bij het richten van laserlicht. Al in 1968 ving NASA's Surveyor VII op de maan met zijn tv-camera licht op van twee laserstralen vanaf de aarde. De stralen lijken relatief groot op de afbeelding vanwege verstrooiing van het licht in de atmosfeer van de aarde.

In 1995 wist de Japanse ruimtevaartorganisatie National Space Development Agency, sinds 2003 bekend onder de naam Japan Aerospace Exploration Agency, in samenwerking met het Communications Research Laboratory een verbinding van 1Mbit/s op te zetten tussen de ETS-VI-satelliet en een grondstation in de VS. Daarvoor werd eerst een uplink gelegd vanaf het grondstation, via een argon-ion-laser met een vermogen van 13,2W op 514,5nm. De ccd-sensor van de testsatelliet ving dit signaal op en stuurde met zijn eigen laser communication equipment laserlicht met een golflengte van 830nm en een vermogen van 13,8mW terug naar het grondstation, dat dit opving met een ontvanger met een diameter van 1,2 meter.

De aandacht voor internet via telecommunicatiesatellieten is flink toegenomen door de recente lanceringen van grote hoeveelheden breedbandsatellieten door onder andere SpaceX, voor zijn Starlink-netwerk, Telesat en OneWeb, waar Tweakers in 2019 een achtergrondartikel over publiceerde. Europa werkt aan zijn eigen netwerk voor data relay vanaf aardobservatiesatellieten in lage banen, via satellieten in hoge geostationaire banen, het European Data Relay Satellite System. Volgens Niel Truyens, business developer space bij TNO, maken dit soort toekomstige satellietconstellaties dat de vraag naar lasercommunicatiesystemen zal 'exploderen'.

Render van hoe een TOmCAT-grondstation eruit kan komen te zien. Bron: TNO

Internet via satellieten moet zo een aanvulling vormen voor bestaande netwerken. Truyens: "5G is voor hoge doorvoer van data, meer data per gebruiker en lagere latency. Maar internet aanbieden op afgelegen gebieden met bestaande grondinfrastructuur is een probleem. Er is steeds meer behoefte aan veilige, stabiele verbindingen op afgelegen en landelijke locaties, bijvoorbeeld voor de verbinding van grote hoeveelheden sensoren in de landbouw." TNO begon al zes jaar geleden met de ontwikkeling van optische systemen voor lasercommunicatie. Inmiddels werken er ongeveer honderd man aan de techniek.

Airbus Defence and Space Netherlands werkt mee aan de ontwerpen en wil deze systemen in productie gaan nemen. Volgens Alex Mendes, product line manager bij Airbus DS NL, is er weliswaar momentum voor de markt, maar zijn er zakelijke en technische uitdagingen om het geheel van grondstations, netwerkinfrastructuur en satellieten commercieel levensvatbaar te ontwikkelen. "We willen een compleet grondstation kunnen aanbieden. Wat je nodig hebt is een telescoop, het onderdeel dat op de atmosfeer gericht is. Daarnaast heb je een optical bench nodig voor beammanagement, oftewel het distribueren van licht dat binnenkomt vanaf de satelliet. Ook is telecomapparatuur vereist voor een goede conversie van licht naar data, in aanvulling op de overige elektronica en mechanische structuren." De grondstations zullen zo als een communicatiebackbone voor het satellietnetwerk dienen. De telecomsatelliet kan vervolgens via RF-connecties de eindgebruikers met internet verbinden. Dat is slechts een voorbeeld van een gebruikersscenario.

Vorig jaar testte SpaceX voor zijn Starlink-netwerk voor het eerst laserverbindingen tussen twee satellieten. In 2008 hield het German Aerospace Center een demonstratie met een terminal voor zijn Terrasar-X-satelliet voor waarbij een doorvoersnelheid van 5,6Gbit/s tussen twee satellieten werd behaald over een afstand van 5000km. Inmiddels is er een tweede generatie die 1,8Gbit/s over 45.000km moet kunnen halen. De technologie voor grond-naar-satelliet-communicatie via lasers is minder ver gevorderd, maar ook hiervoor zijn al demonstraties gehouden. Dat maakt TOmCAT anders dan andere initiatieven, zoals die van het Duitse Mynaric, dat momenteel ook aan de technologie werkt en deze test. Truyens: "Er zijn inderdaad verschillende demonstraties geweest, maar daarbij ging het om beperkte afstanden, of met een lage datarate. Wij richten ons op een hogere datarate, tot wel 1Tbit/s, met een aanpak die daadwerkelijk producten en serieproductie mogelijk maakt."

Om tot dergelijke snelheden te komen, moeten meerdere golflengtes van het licht gemultiplext worden in krachtige optische stralen. Het systeem moet 650W aan optisch vermogen leveren voor een stabiele verbinding met satellieten op 36.000 tot 39.000km boven het aardoppervlak. Een belangrijk subsysteem daarbij is dat met adaptive optics. "Vanwege de afstand die het licht tussen aarde en ruimte aflegt, moet het systeem kunnen corrigeren voor atmosferische verstoringen om een stabiele verbinding te behouden. We ontwikkelen technieken voor het meten van het signaal, om de spiegels en laserstraal vooraf te kunnen corrigeren." In 2019 heeft TNO bij een demonstratie over een afstand van 10 kilometer aangetoond dat deze techniek het signaal met 6dB verbetert. Het instituut verwacht vergelijkbare verbeteringen bij grotere afstanden.

Ofelia, het systeem met adaptive optics dat TNO bij de test in 2019 inzette. Bron: TNO

Een andere uitdaging is bewolking. Mendes: "RF-signalen gaan door bewolking, lasers niet. De verwachting is dat we eerst enkele tientallen, maar in een later stadium honderden grondstations moeten gebruiken, zodat er altijd een grondstation in zicht is voor de satellieten." Truyens: "Maar denk ook aan veiligheid. Er zijn al methoden operationeel waarbij dergelijke lasers het vliegverkeer niet verstoren. Bijvoorbeeld bij laser satellite ranging voor het bepalen van de afstand tot satellieten met lasers. Daarbij zetten ze de lasers gewoon uit als een vliegtuig in de buurt is."

Verder maakt het hoge vermogen van de lasers dat er uitdagingen zijn. Ze kunnen bijvoorbeeld spiegels en lenzen beschadigen, met verlaagde prestaties tot gevolg. "We ontwikkelen bij TNO ook halfgeleiderindustriecomponenten; die moeten ook hoge temperaturen aankunnen. We werken met coatings om de thermische stabiliteit te garanderen." Uiteraard is ook de precisie van de instrumenten van groot belang: de spiegels moeten op microradiaal niveau kunnen bewegen voor de precieze optische link van de grond tot satelliet, oftewel een miljoenste van een radiaal.

Render van TOmCAT-grondstation en geïntegreerd systeem voor adaptive optics en multiplexer. Bron: TNO

Meerdere belangrijke leveranciers zijn betrokken bij TOmCAT. Zo levert FSO Instruments de optomechatronische modules, subsystemen voor lasercommunicatie. Voor de geïntegreerde fotonische chips die nodig zijn voor lasercommunicatie, draagt een aantal bedrijven van Photon Delta bij aan het project. Photon Delta is een publiek-private samenwerking van overheid, universiteiten en techbedrijven op het gebied van fotonica. Truyens: "We hebben baat bij het hightech-ecosysteem in Nederland op het gebied van optica en fotonica. Er is veel deskundigheid op verschillende technische gebieden en er heerst hier een cultuur van samenwerken om de beste opties te vinden."

De resultaten moeten zich de komende jaren bewijzen. Mendes: "De komende maanden gaan we verdere grondtesten houden. Ik verwacht dat de commerciële beschikbaarheid in de jaren daarna volgt, met over zo'n vijf jaar systemen die terabitsnelheden ondersteunen." Die systemen kunnen dan volgens de Airbus-technicus gebruikt worden voor grondstations voor de komende generatie breedbandsatellieten. TNO en Airbus werken ook aan de volgende stap: laserterminals voor eindgebruikers. In eerste instantie zijn die terminals bestemd voor schepen en vliegtuigen, wat weer nieuwe uitdagingen met zich meebrengt om de technologie compacter te maken.

Volgens Mendes en Truyens zal voor het moment van inzet veel afhangen van de demonstraties de komende jaren. "Als we laten zien dat de technologie werkt en dat er rendabel werkelijke producten te maken zijn, dan komt de markt in beweging."

Reacties (57)

[martijnbastiaan]

Het bedrijf waar ik voor werk heeft de FPGA implementatie gemaakt voor de sensoren. Als er vragen zijn, shoot!

[Barryke]

Het bedrijf waar ik voor werk heeft de FPGA implementatie gemaakt voor de sensoren. Als er vragen zijn, shoot!

Pief paf poef:

• 1. Gebruikt dit systeem verschillende polarisaties in 1 data beam?
• 2. Heeft deze bulletpoint in jouw browser ook een andere vorm (rond/vierkant), en welke browser gebruik je?
• 3. Hoe lang duurt het om de FPGA te compileren?
• 4. Gebruik je voor FPGA code ook versiebeheer?
• 5. Kunnen meerdere mensen tegelijk aan dezelfde FPGA implementatie werken?
• 6. Wat voor functionele validatie gebruik je voor FPGA implementaties, en (hoe) wordt het testen op regressies geautomatiseerd?
• 7. Heb je een favoriet FPGA merk/type, en waarom?
• 8. Heb je tips voor hobby FPGA hardware voor mede-tweakers?

[Reactie gewijzigd door Barryke op 22 juli 2024 21:00]

[XanderHuisman]

Niet direct een antwoord voor je vragen, maar Martijn werkt voor QBayLogic (het bedrijf achter de Clash compiler). Clash is een soort van extensie voor Haskell (functionele taal, gebaseerd op wiskunde) en de compiler zet dit om in VHDL/Verilog code die weer door FPGA tooling gesynthetiseerd word. De Haskell/Clash code is een hogere taal (HLS) dan bijvoorbeeld VHDL/Verilog en is veel krachtiger. Ook is de taal logischer voor FPGAs dan andere (C gebaseerde) HLS talen aangezien Haskell een functionele taal is waarbij verbindingen/relaties beschreven worden in plaats van variabel manipulaties over tijd.

Ik heb zelf een tijdje op de uni met Clash gewerkt en dit heb ik als fijn ervaren. Ik heb veel gehad aan deze Github repo. Hierin zitten verschillende voorbeelden en ook zijn er unit tests geïmplementeerd. Ook heeft diezelfde gebruiker een SDR en RISC-V implementatie gemaakt in Clash.

Maar van jouw vragen kan ik er wel een paar beantwoorden;
3: heel erg afhankelijk van de FPGA grootte, complexiteit van de code en routing eisen. Ook duurt placing & routing langer wanneer de max van de FPGA word opgezocht. De tooling moet dan echt opzoek naar een oplossing die aan de eisen voldoet, maar ook in de FPGA past. Toen ik met Xilinx Vivado bezig was had ik gezien dat voor sommige FPGA's meer dan 40GB RAM word aangeraden

4 & 5: Ja; samen werken is eigenlijk niet zo heel moeilijk.

5: Uuh ik weet niet precies wat Martijn gebruikt, maar Clash kan op de PC makkelijk getest worden met Unit Tests (o.a. HSpec, QuickSpec) en simulaties. Zeker de unit tests in Haskell/Clash kunnen goed in CI/CD draaien. I

[killercow]

Aangaande item 2. Nee, maart item 3 en 7 wel. Die zijn vierkant, ondanks dat er geen afwijkende css op zit zo te zien. Firefox 84.0.2 op linux 64bits.

[martijnbastiaan]

Late reactie, want ik had geen vragen meer verwacht op zaterdag .

1. Gebruikt dit systeem verschillende polarisaties in 1 data beam?

Goede vraag! Voor ons project waren we alleen geïnteresseerd in de offset / fout van de (heel veel) verschillende beams, zodat een ander systeem dat kon corrigeren. Ik zal het navragen.

2. Heeft deze bulletpoint in jouw browser ook een andere vorm (rond/vierkant), en welke browser gebruik je?

Haha ja, Firefox.

3. Hoe lang duurt het om de FPGA te compileren?

Dat hangt erg van je resource utilization af. Onze implementatie was deel van een groter geheel, dus ik kan niet veel zeggen over de totale synthese tijd. Ons gedeelte synthetiseerde in een uur, als ik me niet vergis. Ik heb ook aan projecten gewerkt waar de totale synthese tijd tegen de tien uur liep.

Nu is het wel zo dat echte synthese slechts een laatste stap is, die gebruikt wordt om te kijken of de FPGA op de geëiste snelheid kan lopen. Tenzij je het uiterste uit de FPGA probeert te wringen is het dus geen onderdeel van je standaard iteratieloop. Zoals Xander al zei: wij werken (en ontwikkelen) zelf Clash, een Haskell naar HDL compiler. Clash is daarmee een moderne taal die zichzelf snel laat recompilen en testen; een typische iteratie ligt onder een seconde.

4. Gebruik je voor FPGA code ook versiebeheer?

Jazeker, wij gebruiken "gewoon" git! Hier is een RiscV implementatie in Clash (ik zie dat de README nog niet up-to-date is!). Hier is een Space Invaders spelletje (draait de originele ROM AFAIK).

. Kunnen meerdere mensen tegelijk aan dezelfde FPGA implementatie werken?

Ja, het is "gewoon" een Haskell project.

6. Wat voor functionele validatie gebruik je voor FPGA implementaties, en (hoe) wordt het testen op regressies geautomatiseerd?

Hedgehog is mijn persoonlijke favoriet! Dat is een constrained random tester. D.w.z., het genereert willekeurige data en test dat tegen een hypothese (property). Als het een fout vindt gaat het door middel van shrinking op zoek naar het kleinste tegenvoorbeeld.

[Reactie gewijzigd door martijnbastiaan op 22 juli 2024 21:00]

[Verwijderd]

Lasers bieden de mogelijkheid de datadoorvoersnelheid enorm te verhogen ten opzichte van de momenteel gebruikte RF-signalen, met een lagere latency

Hoe werkt dat dan precies met die lagere latency? OK, er is een miniem verschil in de atmosfeer (299,775 km/s voor licht, 299,750 km/s tussen 10km hoogte en aarde - daarna is het sowieso zowat vacuüm, bron).

Met andere woorden, het verschil in transmissiemedium (RF vs Laser) lijkt mij niet het verschil op te leveren. Wat veroorzaakt dan die lagere latency? Andere modulatietechnieken, of is het gewoon marketing-speak?

Aanvulling: uiteraard bespaar je tijd als je in plaats van geo-stationaire satellieten, satellieten met een lage baan gebruikt, maar ook daar gaan RF en laser gelijk met elkaar op.

Ter illustratie van die grondstations: een mooi systeem uit de Sovjet-Unie voor het volgen van snel omwentelende satelliten met verspreide grondstations dat Orbita genoemd werd.

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 22 juli 2024 21:00]

[Stacium]

Latency in die context is in vergelijking met fiber netwerken. Licht gaat ongeveer 1/3e langzamer door glas dan door lucht of vacuum. En de winst boek je inderdaad alleen met satellieten in een lage baan om de aarde. De latency naar geostationair enkele reis is ~120 ms.

[Verwijderd]

Ja, maar dat beantwoordt nog steeds niet mijn vraag, die natuurlijk niet aan jou maar aan de auteur van het artikel of een expert gericht is: waarom heeft laser -ceteris paribus- een lagere latency dan RF signalen? Deze stelling is in het artikel verder niet onderbouwd, en lijkt me extreem relevant om het beweerde voordeel van deze manier van overbrenging te onderbouwen.

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 22 juli 2024 21:00]

[Stacium]

Je hebt gelijk dat er geen verschil in latency is tussen RF signalen en licht door vacuum, ook niet door andere modulatie technieken. Beide zijn elektromagnetische golven die zich aan de natuurkundige wetten houden. Eens dat de zin in het artikel niet duidelijk is, want het lijkt de suggestie te doen dat licht ook nog eens een lagere latency heeft dan RF.

[hackerhater]

Het maakt geen sense inderdaad.
maar als het signaal van satelliet naar satelliet kan springen voor het terug naar de aarde gaat.
Dat kan wel een groot verschil opleveren.

[Verwijderd]

@Stacium: op zich kan ik mij nog wel voorstellen dat iets sneller te multiplexen of de-multiplexen is en dat dat wat tijd kan schelen en de latency dus gereduceerd wordt. Een kleine verbetering misschien, maar alsnog een verbetering.

@hackerhater: uiteraard, tussen satellieten, maar dat wordt naar mijn weten alleen toegepast in de Iridium constellatie, en daar is de latency vanwege de lage omloopbaan van nature al lager.

Ben dus toch maar even in de stukken gedoken, en ik zie dat de projectbeschrijvingen van TNO, Airbus en ESA op geen enkele manier een gereduceerde latency melden (bron: 1, 2, 3).

Kortom: het lijkt mij een fout in het artikel.

[Kev-in]

Starlink gaat ook intra-satelliet communicatie mbv lasers doen.

[Keypunchie]

Wat moet ik me bij 'atmosferische verstoring' voorstellen. Is dat techspeak voor 'een wolk'?

[Jochemp]

Atmosferische foutenbronnen kunnen bestaan uit een verminderde verlichting van de aarde én uit een reflectie van de atmosfeer zelf, hetgeen 'Haze' genoemd wordt. Het reduceren van dergelijke Haze kan uitgevoerd worden door te kijken naar gebieden met weinig tot geen reflectie (NIR over diepe zee). Alle reflectie boven deze gebieden zal door Haze worden veroorzaakt.

Bron: https://www.spaceoffice.n...radiometrische-correctie/

Het is zeker geen 'wolk' waar we mee te maken hebben, maar doordat het signaal door meerdere atmosferen heen gaat is het van belang dat dit gecorrigeerd wordt voor een stabiele verbinding.

[Kapitein Edward]

Je antwoord klopt (grotendeels) niet, de atmosferische verstoring waarin hier wordt gesproken heeft met name betrekking op optische golffront fouten, wisselingen van absorptie etc veroorzaakt door turbulentie in de atmosfeer. Dit is een zeer dynamisch proces en erg vergelijkbaar met waar een astronoom mee te maken heeft. Dit is precies de reden waarom de grote astronomische telescopen meestal bovenop een berg vlakbij een oceaan gebouwd worden. Omdat de atmosfeer daar stabieler is in vergelijking met ander plekken in het binnenland of op lagere hoogtes.
Zie bijv deze wiki pagina voor een mooie uitleg : https://en.wikipedia.org/wiki/Adaptive_optics#In_astronomy

[Reactie gewijzigd door Kapitein Edward op 22 juli 2024 21:00]

[simthadim]

voor radiogolven hoeft een wolk geen effect te hebben. Voor licht, wat deze laser effectief kan zijn, kan dit wel een probleem vormen. Dit omdat wolken een deel van deze straling absorberen danwel reflecteren.

[simthadim]

Het gaat hier om 3 dingen:
1) aerosolen en/of wolken 2) Rayleigh verstrooing, zie: https://en.wikipedia.org/wiki/Rayleigh_scattering 3) 'optische turbulentie': kort door de bocht is er hier door lokale temperatuur verschillen (of verschil in samenstelling) geen continue defreactieindex. Het licht wordt als het ware verstrooid, waardoor het moeilijker te richten is (wat met een kleine footprint van een laser een probleem is).

[Reactie gewijzigd door simthadim op 22 juli 2024 21:00]

[I_IBlackI_I]

Of een vogel die langs vliegt.

[3raser]

Overleeft die dat wel? Het klinkt als een pittige laserstraal. Kun je er brandwonden van krijgen?

[Stacium]

Overleven wel en brandwonden zal je niet zo snel oplopen met 650 Watt in bundels tot 60 cm (bron). Ter vergelijking, de zon levert een energiedichtheid op aarde van ongeveer 1 kW/m2. Het is wel (ver) voorbij de limiet voor oogveiligheid. Dus er zullen mechanismes zijn die de laserbundel uitschakelen bij detectie van vliegtuigen of een onverwachte onderbreking van de bundel.

[Chip.]

Met öogveiligheid bedoel je dat je er niet lang in moet gaan kijken toch? Want je kan zeg maar wel eventjes (toeval) in de zon kijken en je bent ook niet direct blind. Of is het hier juist wel direct schadelijk?

[Fish]

het is dus net iets sterker zon zonlicht kwa vermogen. maar het spectrum zal wel net iets anders zijn. maar lijkt mij dus iets soortgeleljks kan niet echt goed zijn om te lang in te kijken

[GameNympho]

Of een tesla

[wildhagen]

Wolkencomplexen, stormen, onweer, rook (denk aan bosbranden etc), aswolken (bij vulkaanuitbarstingen etc). Kan dus van alles zijn.

[tweaker2010]

Het gaat niet zozeer om de wolken en dergelijke grote (zichtbare) verstoringen in de lucht.
Atmosferische verstoring wordt met name veroorzaakt door een hogedruk gebied bijvoorbeeld.

[Stacium]

Ja, vooral atmosferische verstoringen door turbulentie in de lucht.
Wolken worden omzeild door grondstations over meerdere plekken te verspreiden.
Scattering van licht door aerosols zijn ingecalculeerde verliezen op basis van statistiek.

[Reactie gewijzigd door Stacium op 22 juli 2024 21:00]

[pbruins84]

Of meer algemeen: variaties in dichtheid en samenstelling van de atmosfeer.

[Bitterbal_]

Dezelfde verstoring die je ziet als je op een hete zomerdag over asfalt heen kijkt. Door trillingen in de luchtlagen worden optische signalen verstoord, dit is ook de reden waarom sterren lijken te flikkeren als je ze met het blote oog bekijkt.

[OxWax]

Alles wat in de atmosfeer hangt en wat een ster doet 'knipperen' (ook druk en dichtheidsverschillen die licht doen afbuigen)

[Reactie gewijzigd door OxWax op 22 juli 2024 21:00]

[mr_evil08]

Onweer.

[skimine]

Alle (ongewenste) interactie van het licht met moleculen in de atmosfeer.

[Waswat]

Is dit signaal niet makkelijk te onderscheppen? Zal wel versleuteling overheen zitten uiteraard...

[Reactie gewijzigd door Waswat op 22 juli 2024 21:00]

[simthadim]

Collega heeft dit getest, en dit is niet makkelijk te onderschappen. De footprint van een space-to-surface laser kan in de orde van 100m liggen. Het signaal hierbuiten detecteren aan de hand van scattering is heel lastig: de invloed van afstand tot de laser beam (R) is ~1/R^2 of 1/R^4 (kan mij dat even niet meer voor de geest halen). Daarnaast is alles gemoduleerd en kan het daarbovenop nog eens versleuteld worden.

[Reactie gewijzigd door simthadim op 22 juli 2024 21:00]

[Waswat]

Dat valt dan nog inderdaad reuze mee! Met versleuteling en mogelijke errors aan de hand van scattering zal het verdomd lastig zijn om daadwerkelijk mee te kijken.

[dehardstyler]

Dat is een heel stuk lastiger dan je wifi, want in het geval van de laser moet je dus letterlijk tussen het grondstation en de satelliet in gaan zitten (zie vliegen). Dan is je wifi al veel makkelijker om te onderscheppen of de communicatie van Starlink bijvoorbeeld en daar maken we ons ook niet druk om.

[Waswat]

Simpelweg niet druk om maken betekend nog niets, er zijn ook genoeg mensen die zich niet druk maken als hun wachtwoord 'wachtwoord123' is. Waar ik eerder op doelde is de verspreiding van het licht en de preciesie van de overdracht, en blijkbaar is dat volgens @simthadim in de orde van 80-100m; dit is al meer dan wifi maar veel minder dan ik had verwacht.

Vergeet daarbij ook niet dat als je eenmaal de private key van een verbinding hebt dat je dan altijd kan meekijken mits ze dezelfde versleuteling blijven gebruiken. Maar ik maak me hier inderdaad niet zo veel zorgen om.

[Reactie gewijzigd door Waswat op 22 juli 2024 21:00]

[OxWax]

Ga er maar ergens tussen hangen

[TheJoe]

Betekent dat technisch dat die laser in 1 seconde meer dan 1.000.000.000.000 keer knippert?

[Stacium]

Ja, meerdere GHz modulatie is gebruikelijk. Knipperen is een optie (On Off Keying), maar voor dit soort snelheden is fase modulatie, en/of een combinatie van fase en amplitude modulatie gebruikelijk (Quadrature Amplitude Modulation).
Om de Terabit/s te halen worden meerdere golflengtes gebruikt in het infrarood specturm (Wavelength Division Multiplexing).

[simthadim]

Indien je on/off modulatie toepast en een bitrate van 1 terrabit wil halen zou dat zo kunnen. Dat gezegd hebbende, is een keer aan of uit niet gelijk één bit. Hier is een langer patroon voor nodig i.v.m. o.a. error correctie, wat een snellere 'knipper frequentie' zou betekenen. Ik ben zelf echter niet thuis in de gebruikte/onderzochte modulatie.

[Reactie gewijzigd door simthadim op 22 juli 2024 21:00]

[dekuukel]

Lees al meer dan 15 jaar Tweakers en vandaag voor het eerst een account aangemaakt.
Leuk deze lasers, maar wat bij slecht weer?

[Kapitein Edward]

In het artikel wordt genoemd dat er meerdere grondstations gebouwd worden, zodat de verbinding geschakeld kan worden tussen de verschillende grondstations. Als je de plaatsingen een beetje strategisch kiest aan de hand van historische meteorologische gegevens kun je een bepaald percentage dekking garanderen. Denk bijvoorbeeld aan het spreiden van grondstations over Nederland, Spanje, Italië, Oostenrijk, Zweden etc etc.

[3raser]

Verspreiding over Nederland zal lang niet altijd een oplossing zijn. Er zijn dagen dat je op buienradar de kaart niet eens kunt zien door alle regen.

[Kapitein Edward]

Precies, maar zodra je gaat spreiden over de EU bijvoorbeeld zal het wel zin hebben. Vandaar dat ik een aantal landen als voorbeeld aanhaalde

[Reactie gewijzigd door Kapitein Edward op 22 juli 2024 21:00]

[NPlatenkamp]

Geen expert maar volgens mij ligt het aan het volgende:

Je kunt spelen met de frequentie van het lichtsignaal waardoor het meer of minder geabsorbeerd wordt door de atmosfeer (en de verschillende lagen en elementen aanwezig in deze atmosfeerlagen). Overgangen van dichtheid van de atmosfeer geeft ook een afbuiging van de richting van het signaal en een lichte verschuiving van het spectrum, hiervoor moet dus allemaal gecorrigeerd worden voor stabiele doorvoer.

[simthadim]

Als iemand die hier daadwerkelijk aan werkt is dit voor nu vooral een theoretisch concept. Er moet nog veel onderzocht worden: zo haalt een huidige surface-to-space of space-to-surface laser nog geen gigabit connectie (laat staan terrabit). Daarnaast, heb je de verstoring van de laser waar de effecten nog van ondezocht moeten worden: denk aan atmosferische obstructie (wolken, aerosolen) en interferentie ( 'optische turbulentie'). obstructie is vooral in Nederland een gegeven met ons wolkendek

[Reactie gewijzigd door simthadim op 22 juli 2024 21:00]

[Kapitein Edward]

Interessant, werk je bij TNO aan dit project mee?

[toekie]

En hoe zit het dan met ruimte puin? Lijkt dat al die stukken metaal flink wat ruis kan geven?

[Stacium]

Puin genereert geen ruis. Het blokkeert hoogstens tijdelijk (een deel van) de optische bundel, maar er is genoeg 'space' om daar geen last van te hebben

[daan9999]

HAHA now you're blind

[Pinkys Brain]

Ik denk dat dit meer interessant is voor iets als spionage satellieten, iets wat gigantische hoeveelheden data per seconde oppikt wat naar een redundante serie grond stations gestuurd kan worden en/of tijdelijk even kan worden opgeslagen totdat de verbinding herstelt is.

Voor communicatie naar van het internet geïsoleerde ontvangers is het niet zo geschikt, gaat nooit door wolken heen rammen.