Polski
English
Česky
Deutsch
Irish
Magyar
Português
Română
Slovenský
Nr 20/2024 (13.05.2024)
Czy komunikacja laserowa sprawdzi się w przyszłych misjach kosmicznych?
NASA testuje zaawansowaną technologię komunikacji laserowej o nazwie Deep Space Optical Communication (DSOC), która koduje dane w fotonach w celu komunikacji między sondą w głębokiej przestrzeni kosmicznej a Ziemią. Aktualnie sonda Psyche znajduje się w odległości 226 milionów kilometrów od Ziemi i zwykle korzysta z anten pracujących na falach radiowych o częstotliwości od 3 Hz do 3 THz. Częstotliwość pracy lasera bliskiej podczerwieni sięga natomiast 300 THz. Dzięki temu transmisja za pomocą komunikacji laserowej może być nawet 100-krotnie szybsza. Jest to istotne osiągnięcie.
Działanie tego systemu wiąże się jednak z pewnymi problemami. Należy brać pod uwagę zjawiska atmosferyczne (w tym pył kosmiczny), bariery i przeszkody w kosmosie, takie jak odłamki czy ciała niebieskie, które mogą zakłócać transmisję sygnału. Dodatkowo, istotne są opóźnienia czasowe i opóźnienia w transmisji, czyli czas potrzebny na przebycie sygnałów między statkiem kosmicznym a stacjami naziemnymi oraz możliwe opóźnienia związane z przetwarzaniem sygnału czy warunkami atmosferycznymi. Wiązki laserowe wymagają precyzyjnego wyrównania z konkretnymi odbiornikami na odległość milionów kilometrów, co wymaga skrupulatnych obliczeń. Ponadto, zarówno Ziemia, jak i statek kosmiczny, znajdują się w ciągłym ruchu, co dodatkowo komplikuje proces. Konieczne są ciągłe korekty, aby zapewnić precyzyjne namierzenie wiązki laserowej pomimo tych dynamicznych ruchów. Sonda korzysta z teleskopu o średnicy 8,6 cala (22 cm), wyposażonego w odbiornik fotonów oraz podsystem do autonomicznego skanowania i blokowania lasera bliskiej podczerwieni o dużej mocy. Z kolei teleskop Hale'a w Palomar (Stany Zjednoczone) używa kriogenicznie chłodzonego, nadprzewodzącego detektora pojedynczych fotonów. Ze względu na ogromną odległość, którą musi pokonać laser, oba końce systemu muszą kompensować zmianę pozycji Ziemi i Psyche w czasie, gdy sygnał pokonuje dystans między nadajnikiem a odbiornikiem.
Wcześniejszy rekord dystansu transmisji ustanowiony 11 grudnia 2023 roku, kiedy sonda znajdowała się w odległości 31 milionów kilometrów od Ziemi, przesyłając dane z prędkością 267 Megabitów na sekundę (Mbps), został obecnie poprawiony. Podczas testu 8 kwietnia 2024 roku statek kosmiczny był w stanie przesyłać dane testowe z maksymalną prędkością 25 Mbps z odległości ponad 226 milionów kilometrów, czyli 1,5-krotnie większej niż odległość między Ziemią a Słońcem, co znacznie przewyższa minimalny cel projektu wynoszący 1 Mbps. Mimo dużych wyzwań, technologia jest na tyle obiecująca, że NASA wykorzystuje okazję, aby przetestować rozwijane obecnie rozwiązania w locie poza układem Ziemia-Księżyc.
13 października 2023 roku NASA wysłała sondę Psyche na asteroidę o tej samej nazwie, której badania mogą przynieść nowe informacje o początkach Układu Słonecznego i składzie jąder planetarnych. Obiekt ten należy do asteroid typu M - ma wysoką gęstość i jest bogaty w metale, w tym żelazo (30 do 60 procent objętości). Pochodzenie asteroidy nie jest jasne. W przeszłości Psyche mogła stanowić jądro planetozymalu, będąc potencjalnym zalążkiem planety. Jest to duży obiekt o wymiarach 280x232 kilometrów.
Oto kilka kluczowych parametrów, które należy odczytać z modemu lub routera 5G w przypadku, gdy rozważany jest montaż anteny zewnętrznej:
- Siła sygnału (RSSI): siła sygnału (Received Signal Strength Indicator) mierzy moc sygnału 5G odbieranego przez urządzenie. Im wyższa wartość RSSI, tym silniejszy sygnał. RSSI mierzy całkowitą siłę sygnału odbieranego przez urządzenie, bez rozróżniania pomiędzy sygnałem pochodzącym od celowej stacji bazowej (BS) a sygnałem tła, takim jak szum i interferencje. Wartość może być różna w zależności od konkretnych warunków środowiskowych, ale typowe granice dla RSSI w sieciach 5G mogą wynosić od -50 dBm do -120 dBm.
- Moc sygnału (RSRP): moc sygnału (Reference Signal Received Power) to miara mocy sygnału 5G odbieranego przez urządzenie. Jest to jedna z kluczowych metryk, która określa jakość połączenia. RSRP mierzy siłę sygnału właściwego, czyli sygnału, który jest wykorzystywany do synchronizacji i wykonywania pomiarów w sieci komórkowej. RSRP koncentruje się na mocy sygnału pochodzącego bezpośrednio od stacji bazowej, pomijając inne zakłócenia i szumy w kanale. Im wyższa wartość RSRP, tym mocniejszy sygnał. Graniczne wartości RSRP mogą wynosić od -44 dBm do -140 dBm
- SINR (Signal-to-Interference plus Noise Ratio): SINR mierzy stosunek sygnału użytkowego do szumu w kanale radiowym. Wyższa wartość SINR oznacza lepszą jakość sygnału. Typowe granice dla SINR w sieciach 5G to od około 0 dB do 25 dB.
- CQI (Channel Quality Indicator): CQI jest wskaźnikiem jakości kanału i informuje o możliwej jego przepustowości. Im wyższa wartość CQI, tym lepsza jakość kanału. Wartości CQI zazwyczaj mieszczą się w zakresie od 1 do 15, gdzie wyższe wartości oznaczają lepszą jakość kanału.
- Przepustowość (Throughput): przepustowość to ilość danych, która mogą być przesłana przez sieć w jednostce czasu. W przypadku 5G, przepustowość może być bardzo wysoka i osiągać gigabitowe prędkości transferu danych.
- Opóźnienie: to czas przesyłania danych między urządzeniem a serwerem. W 5G, czas ten może być znacznie niższy niż w poprzednich generacjach sieci, co ma znaczenie szczególnie w aplikacjach wymagających szybkiej odpowiedzi, takich jak gry online czy zdalne operacje medyczne.
Można przyjąć, że przy parametrach gorszych niż przedstawione niżej należy zastosować antenę zewnętrzną:
- RSSI poniżej -100 dBm
- RSRP poniżej -110 dBm
- SINR poniżej 10 dB
![Antena TRANS-DATA 5G KYZ 10/10 + 5 m przewodu + SMA [698-960, 1710-2700, 3300-3800 MHz]](https://www.dipol.com.pl/pict/a741027_10.jpg)
Antena TRANS-DATA 5G KYZ 10/10 A741027_5 (2x5 przewód), A741027_10 (2x10m przewód). Antena posiada złącza SMA.
Schemat instalacji wideodomofonowej dla domku jednorodzinnego z dodatkową kamerą IP.
Budując nowoczesny system wideodomofonowy należy wziąć pod uwagę, że wideodomofon może sterować furtką oraz bramą wjazdową. Można do tego wykorzystać zainstalowaną w smartfonie aplikację. W zamontowanej stacji bramowej widok z wbudowanej kamery koncentruje się na osobie dzwoniącej. Jeżeli kamera posiada bardzo szeroki kąt widzenia, możliwa jest obserwacja obszaru znajdującego się przed bramą wjazdową, jednak nawet jeśli stacja bramowa obejmie taki obszar, zazwyczaj jest on niewystarczający.Do systemu wideodomofonowego IP Hikvision można dołączyć dodatkową kamerę IP, która swoim zasięgiem będzie obejmowała obszar bramy wjazdowej lub bramy wjazdowej i furtki. W trakcie lub po odebraniu połączenia, można zmienić widok z głównej stacji bramowej na dodatkową kamerę IP i podgląd obszaru przed bramą. Dzięki obsłudze zdalnej za pomocą smartfona, istnieje możliwość zdalnego otwierania oraz weryfikacji w każdym momencie, czy brama wjazdowa jest otwarta, czy zamknięta.
Poniżej zaprezentowano schemat instalacji wideodomofonowej IP dla budynku jednorodzinnego. Instalacja została wykonana w oparciu o jednoabonamentową stację bramową IP Villa DS-KV8113-WME1(C) G73632 z wbudowaną kamerą oraz dwoma przekaźnikami do sterowania furtką i bramą wjazdową. Monitor DS-KH6320-WTE1 G74001 wyposażony w interfejs Wi-Fi, został zainstalowany wewnątrz budynku. Obserwacja obszaru przy bramie wjazdowej zrealizowana została za pomocą kamery IP Hikvision DS-2CD2043G2-I K03207. Do zasilenia stacji bramowej, monitora i kamery IP wykorzystany został switch Ultipower N299781 wyposażony w 4 porty PoE w standardzie 802.3af/at. System został podłączony do sieci internetowej za pomocą routera Mercusys AC12G N2933. W furtce umieszczono elektrozaczep symetryczny Bira S12U z serii Hartte G74220 z regulowaną szczęką w zakresie do 4 mm, który jest przystosowany do pracy z napięciem stałym lub zmiennym 12 V. Do jego wzbudzenia wykorzystano zasilacz DC 12 V M1820.
Schemat instalacji wideodomofonowej IP Hikvision z dodatkową kamerą IP
Czy produkty Sunell współpracują z urządzeniami innych producentów?
Kamery IP i rejestrator pochodzące od tego samego producenta zapewniają największą pewność działania, ponieważ wszystkie elementy są zoptymalizowane pod kątem współpracy i funkcjonalności. Jednak, jeśli konieczne jest łączenie systemów od różnych producentów, obsługa protokołu ONVIF (Open Network Video Interface Forum) stwarza możliwość integracji i komunikacji między różnymi urządzeniami. Sunell jest członkiem organizacji ONVIF, co świadczy o profesjonalnym poziomie integracji i spełnianiu wymagań branżowych. Urządzenia obsługują Profile S/T/G/M zgodne z ONVIF:- Profil S: określa wymagania dotyczące strumieniowania obrazu i dźwięku, sposoby sterowania PTZ, metadanymi oraz wejściami i wyjściami przekaźnikowymi
- Profil T: koncentruje się na zaawansowanych funkcjach analizy wideo, takich jak wykrywanie ruchu, analiza obrazu itp.
- Profil G: skupia się na konfiguracji zapisu oraz wyszukiwaniu i odtwarzaniu nagrań z rejestratora
- Profil M: obejmuje wymagania dotyczące specjalnych zastosowań, w tym urządzeń mobilnych.
Z naszych testów wynika, że jeśli korzystamy z protokołu ONVIF do łączenia różnych producentów to:
- zwykle konieczne jest włączenie protokołu ONVIF w tych urządzeniach
- kamery są automatycznie wykrywane przez rejestrator NVR, a dodanie ich wymaga jedynie podania hasła
- NVR umożliwia konfigurację podstawowych parametrów obrazu kamer, takich jak jasność, kontrast i nasycenie, a bardziej zaawansowane funkcje, np. ekspozycja czy WDR, wymagają bezpośredniej konfiguracji na poziomie kamery
- NVR potrafi skonfigurować detekcję ruchu i odbiera zdarzenia z tej funkcji, ale zaawansowane funkcje, takie jak inteligentna detekcja ruchu czy inteligentne zdarzenia (przekroczenie linii, wejście do strefy) nie są obsługiwane
- działa sterowanie kamerami PTZ oraz obiektywem motozoom
Dyspersja modalna - występuje wyłącznie przy transmisji we włóknach wielomodowych. Wynika z faktu, że każdy mod pokonując inną drogę we włóknie, dociera do odbiornika w nieco innym czasie, co owocuje ostatecznie rozmyciem nadawanego impulsu. Wymusza to zwiększenie odstępu między nadawanymi impulsami, co z kolei znacznie ogranicza pasmo przenoszenia danych. Dyspersja modalna ma niekorzystny wpływ na maksymalny dystans transmisji.
Zjawisko dyspersji modalnej w światłowodzie wielomodowym
Dyspersja polaryzacyjna - występuje we włóknach jednomodowych. Wynika z eliptycznego (a nie idealnie kołowego) kształtu rdzenia, w związku z czym polaryzacje pionowa i pozioma modu propagują w nim z różną prędkością. To zjawisko również ogranicza zasięg transmisji.
Zjawisko dyspersji polaryzacyjnej w światłowodzie jednomodowym
Dyspersja chromatyczna - wynika z różnego czasu pokonywania drogi transmisji przez fale o różnych długościach i stanowi duży problem przy wykorzystywaniu technik CDWM i DWDM bazujących na transmisji sygnału na wielu długościach fal. Na składowe dyspersji chromatycznej składają się: dyspersja materiałowa (zmiana współczynnika załamania światła w funkcji długości fali) oraz dyspersja falowodowa (niejednorodność współczynnika załamania w rdzeniu).
 |  |
Zjawisko dyspersji chromatycznej w światłowodzie jednomodowym
Ponieważ składowe dyspersji chromatycznej w pewnym zakresie długości fal są przeciwne co do znaku, możliwe jest wyznaczenie tzw. długości fali zerowej dyspersji chromatycznej (w powyższym przykładzie 1300 nm). Możliwe jest również manipulowanie składowymi w procesie produkcji włókien, przesuwając obszar zerowej dyspersji w miejsce pożądane dla danej techniki transmisji.
Antena DIPOL SMART HORIZON DVB-T2 - parametry odbiorcze potwierdzone testami w terenie.
Idealna antena to taka, która ma wysoki zysk, optymalną kierunkowość, stosunkowo niewielkie rozmiary i nie będzie wymagała dodatkowego zasilania. Anteny serii SMART zostały zoptymalizowane pod kątem powyższych wymagań.
Antena DIPOL SMART HORIZON A2230 poddana została wielu testom terenowym uwzględniającym analizę działania w zakresie odległości od 10 do 100 km od nadajnika o mocy 100 kW. Testy uwzględniały pomiary w lokalizacjach o różnym zagęszczeniu zabudowy, jak również testy porównawcze z innymi dostępnymi na rynku antenami DVB-T2. Testy wykazały, że antena ta plasuje się w czołówce pod względem możliwości odbiorczych. Bez większych problemów uzyskano odbiór w odległości 94 km od nadajnika (100 kW, niski zakres pasma UHF, profil terenu bez przeszkód terenowych na trasie), przy czym wartość mocy sygnału w trybie pasywnym pracy anteny wyniosła średnio 50 dBμV dla trzech kanałów, natomiast wartość MER średnio 30 dB. Wartości te należy uznać za wystarczające dla odbioru przez jeden odbiornik. W przypadku chęci realizacji większej instalacji należałoby w tej sytuacji skorzystać z trybu aktywnego, który podniósłby moc sygnału o 15-20 dB, natomiast wartość MER o 2-3 dB.
 | Kamera IP obrotowa Hikvision DS-2DE4225IW-DE(T5) (2 Mpix, 4,8-120 mm, Zoom optyczny: x25, IR do 100 m, AcuSense, PoE) K17913 to kamera obrotowa (PTZ) IP marki Hikvision posiadająca przetwornik 1/2,8" o rozdzielczości 2 Mpix i maksymalnym odświeżaniu 25 kl./s. Kamera wyposażona jest w technologię AcuSense, opartą na algorytmie głębokiego uczenia, która pozwala na filtrowanie obiektów typu człowiek i pojazd, co przekłada się na większą efektywność działania i ograniczenie liczby fałszywych alarmów. Dzięki zastosowaniu zaawansowanych funkcji analizy obrazu, zoomu optycznego 25x i oświetlacza podczerwieni IR o zasięgu do 100 m, kamera z powodzeniem może zostać wykorzystana przy monitorowaniu różnego typu obiektów, takich jak drogi, parki, rzeki, linie kolejowe itp. | |
 | Kamera IP obrotowa Hikvision DS-2DE4215IW-DE(T5) (2 Mpix, 5-75 mm, Zoom optyczny: x15, IR do 100 m, AcuSense, PoE) K17912 to kamera obrotowa (PTZ) IP marki Hikvision posiadająca przetwornik 1/2,8" o rozdzielczości 2 Mpix i maksymalnym odświeżaniu 25 kl./s. Kamera wyposażona jest w technologię AcuSense, opartą na algorytmie głębokiego uczenia, która pozwala na filtrowanie obiektów typu człowiek i pojazd, co przekłada się na większą efektywność działania i ograniczenie ilości fałszywych alarmów. Dzięki zastosowaniu zaawansowanych funkcji analizy obrazu, zoomu optycznego 15x, oświetlacza podczerwieni IR o zasięgu do 100 m, kamera z powodzeniem może zostać wykorzystana przy monitorowaniu różnego typu obiektów jak np. drogi, parki, rzeki, linie kolejowe itp. | |
 | Zestaw pigtaili jednomodowych 4 szt. PG-271A-1 SC/APC, G.657.A1, 1m, czerwony, zielony, niebieski, żółty L34271A umożliwia estetyczne zakończenie traktów światłowodowych. Kolory wykorzystać można do szybkiej identyfikacji poszczególnych połączeń w dużych przełącznicach (brak konieczności stosowania wizualnego lokalizatora uszkodzeń w celu identyfikacji włókna wymagającego ponownego spawania) lub do identyfikacji sygnałów oraz usług w danym włóknie (np. kamera nr 1, kamera nr 2 itp.). | |
Warto przeczytać:
Czy dobry spaw "świeci"? Instalatorzy, który sprawdzają instalacje budowane w oparciu o okablowanie światłowodowe często posługują się tzw. wizualnym lokalizatorem uszkodzeń. Narzędzie to pozwala na sprawdzenie ciągłości okablowania oraz m.in. lokalizację miejsc nadmiernego zgięcia włókien w mufach, przełącznicach, kasetach spawów itp. Często otrzymujemy pytania dotyczące "świecenia na spawie". Zjawisko to spotykane jest stosunkowo często, jednak wyciek światła w miejscu łączenia włókien nie zawsze oznacza uszkodzony (pęknięty) spaw...>>>więcej
Powyższe zdjęcie przedstawia różnicę w "świeceniu" na złym oraz na dobrym spawie. Pęknięty spaw (w skutek nieumiejętnego obchodzenia się z osłonką bezpośrednio po wygrzaniu) świeci intensywnie i punktowo. Prawidłowe połączenie emituje znacznie mniej intensywne i bardziej rozproszone światło.
SIGNAL T2-MINI telewizja cyfrowa w zasięgu ręki
