Optisk kommunikation i deep space - Steen Eiler Jørgensen

silicium.dk

Optisk kommunikation i deep space - Steen Eiler Jørgensen

Kapitel 1

Indledning

1.1 Baggrund

Næsten alle rumsonder medbringer en række standardinstrumenter, bl.a. er kameraer,

magnetometre og iondetektorer i forskellige udformninger så godt som

altid at finde på en given rumsonde. Alle disse instrumenter producerer et væld

af data, som skal sendes tilbage til Jorden. Den klassiske måde at gøre dette på

er ved at anvende en radiosender og en retningsbestemt antenne, og så sende

dataene til Jorden, hvor de kan modtages vha. en passende stor parabolantenne.

Dette indebærer imidlertid flere ulemper. Dels kan radiobølgerne, selv med en

meget præcist udformet parabolantenne, ikke fokuseres særlig præcist – en stor

del af den udstrålede radioenergi vil blive udstrålet i andre retninger end imod

Jorden; dels er der en grundlæggende begrænsning i enhver kommunikationskanal,

der kommer til udtryk i Nyquists sætning: ([39], s. 95)

Bmax = 2β log 2 M (1.1)

hvor Bmax er kommunikationskanalens kapacitet, dvs. den maksimale bitrate,

kanalen kan transmittere [bit/s], β den til rådighed værende båndbredde [Hz],

og M er antallet af niveauer i signalet. Er der tale om et binært signal er M = 2

og log 2 M = 1, så Bmax = 2β. Det ses, at den bitrate, der kan overføres, er

direkte proportional med den til rådighed værende båndbredde. Desværre er

radiospektret stærkt begrænset, og frekvensallokeringer er i de senere år blevet

en så begrænset resource, at myndighederne er begyndt at bortauktionere dem

til højestbetalende. Interferensproblemer kan til en vis grad kommes til livs ved

brug af meget retningsbestemte antenner, men der vil altid være begrænsninger

på, hvor stor spektral udstrækning de frekvenskontrollerende myndigheder vil

acceptere.

1.1.1 Optisk kommunikation

Når man siger “optisk kommunikation” vil de fleste umiddelbart tænke på optiske

fibre eller lyslederkabler. Kommunikation via optiske fibre er et veletableret

forskningsområde og en stor industri. Lyslederkablerne er meget fordelagtige i

forhold til kommunikation via f.eks. koaksialkabler, idet de er billige at fremstille

1

More magazines by this user
Similar magazines