Оптоволоконные жгуты: решение для лазерной связи

Свободнооптическая связь (FSOC), использующая лазеры для передачи данных, является перспективным методом для обеспечения высокоскоростных соединений между самолетами, космическими аппаратами и наземными станциями. Однако для достижения 360-градусного охвата требуется установка нескольких подвижных терминалов на фюзеляже самолета, что увеличивает габариты, вес и энергопотребление.

Исследование решений на основе волоконных жгутов
Для решения этой технической задачи команда исследователей под руководством Франческо Нардо из Технологического института Карлсруэ (Германия) изучила новое решение: использование оптоволоконных жгутов (FB). Множество FB могли бы направлять свет от небольших внешних коллекторов к одному лазерному коммуникационному терминалу (LCT), расположенному внутри самолета, минимизируя избыточность. Их статья, опубликованная 8 сентября 2025 года в IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, экспериментально подтвердила жизнеспособность FB в приемниках FSOC.

Для тестирования предложенной архитектуры команда охарактеризовала коммерчески доступный FB на стандартной для FSOC длине волны 1550 нм. Были измерены различные типы потерь и искажений, смоделирована турбулентная линия связи «воздух-воздух» и оценено влияние FB на различные метрики производительности.

Результаты и дальнейшие направления
Общие результаты показали, что, хотя FB и являются осуществимыми для FSOC, протестированный коммерческий жгут, оптимизированный для видимого спектра, имел некоторые недостатки.

«Несмотря на существенные потери в канале, мы ожидаем, что усовершенствование материалов и производственных технологий для волоконных жгутов повысит их производительность и дальнейшую жизнеспособность для приложений FSOC», — отмечает Нардо, оптимистично оценивая потенциал этой технологии.

Исследовательская группа подчеркивает, что для создания распределенной системы FSOC потребуются FB, изготовленные из материалов, специфичных для C-диапазона. Таким образом, потребуются дальнейшие исследования для разработки полных архитектур систем LCT, включая компоненты передачи и мультиплексирования для управления несколькими потоками сигналов.

«Наша работа закладывает основу для будущих исследований FB, оптимизированных для работы в коротковолновом инфракрасном диапазоне в FSOC», — заключает Нардо.