Forradalmasítja a drónkommunikációt az RF over Fiber technológiával

Az RF szálon keresztüli használata a pilóta nélküli repülőgépek vezérléséhez kiküszöböli a zavarás vagy interferencia lehetőségét, miközben alacsony jitter, nagy dinamikatartomány és nagy sávszélesség előnyeit biztosítja.

Farzad Ghadooshahy

A modern hadviselés és a kritikus infrastruktúra-felügyelet stratégiai tájképe drámai átalakuláson ment keresztül, amelyben a pilóta nélküli légi járművek (UAV-k), vagy ahogy közismert nevén nevezik őket, drónok központi szerepet játszanak. Ez a változás sehol sem láthatóbb, mint a folyamatban lévő ukrajnai konfliktusban, ahol az alacsony költségű drónokat tömegesen gyártják és vetik be.

Ezek az eszközök már nem korlátozódnak a felderítésre. Kulcsfontosságúak mind a támadó, mind a védekező műveletekben, legyen szó megfigyelésről, taktikai csapásról vagy kommunikációs támogatásról.

A csatatéren kívül a drónok létfontosságú eszközökké váltak számos vállalati alkalmazásban. A közműszolgáltatók ma már drónokat alkalmaznak a föld feletti infrastruktúra, például a gázvezetékek és a távvezetékek megfigyelésére. Érzékeny helyszíneken, például nukleáris létesítményekben, a drónok biztonságos és hatékony ellenőrzési eszközt kínálnak, amely minimalizálja az emberek veszélyes környezetnek való kitettségét.

Ahogy a drónok egyre inkább támaszkodnak a katonai és kereskedelmi alkalmazásokra, úgy nő az igény a biztonságos, megbízható és interferenciamentes, nagy távolságú kommunikációra is. A drónok hagyományos vezeték nélküli rádiófrekvenciás (RF) vezérlési módszerei – amelyek a Wi-Fi vagy a közbiztonsági hálózatok számára fenntartott frekvenciasávokat használják – hajlamosak a jel romlására, zavarásra és lehallgatásra. Az optikai kábelen keresztüli rádiófrekvenciás (RFoF) technológia gyorsan a nagy sávszélességű és rendkívül megbízható kommunikációs technológia fontos eszközévé válik a drónműveletekben, hogy ellensúlyozza ezeket a kihívásokat.

Az RFoF új drónvezérlési lehetőségeket nyit meg

Az RFoF technológia a rádiófrekvenciás (RF) jelet fényhullámokká alakítja, majd a célállomáson nagy dinamikatartományú visszaalakítja rádiófrekvenciás (RF) jellé, így kétirányú kommunikációt biztosít a drón és a vezérlője között, illetve fordítva. Már most is számos telepítési modellben népszerűvé válik, lehetővé téve olyan újszerű képességek kidolgozását, amelyek a hagyományos kommunikációs rendszerek hiányosságait orvosolják.

Egy gyakori alkalmazás a drónok földi vezérlőhöz való csatlakoztatása. Ebben a modellben egy álló drón egy újrafelhasználható száloptikás dobon keresztül csatlakozik egy földi vezérlőhöz. Ez a beállítás lehetővé teszi, hogy a drón hosszabb ideig a levegőben maradjon. A drón gyakorlatilag légi reléként működik, antennákat emelve fel a nehéz terepen történő kommunikáció javítása érdekében. Egy ilyen technikát már olyan mobilszolgáltatók is vizsgálnak, mint az AT&T. (Ábra 1) vészhelyzeti reagálási forgatókönyvekhez.

Az RFoF-et olcsó, egyszer használatos, öngyilkos drón küldetésekhez is vizsgálják katonai harcokban. Itt a száloptikás dobot közvetlenül a drónra szerelik, és a drón a célpont felé haladva adagolja a robbanóanyagot. Ez a módszer biztonságos és interferenciamentes kommunikációs kapcsolatot biztosít egészen a becsapódási pontig.

Bár a drón nem visszaszerezhető, a költség indokolt, mivel drágább ellenséges felszerelést céloz meg. Az optikai kábel zavarmentessége biztosítja, hogy a drón külső zavarok nélkül elérje célját.

Egy másik rugalmas felhasználási eset a vezérlőbővítő modell, amely bármilyen drónplatformon alkalmazható. Ebben a beállításban a száloptika a vezérlőt egy távoli terminálhoz, az úgynevezett beltéri egységhez (IDU) köti össze, amely száloptikán keresztül egy kültéri egységhez (ODU) fut, így kiterjesztve a vezeték nélküli működési hatótávolságát anélkül, hogy közvetlen fizikai kapcsolatra lenne szükség magával a drónnal.

Mind az intravénás, mind az ODU-kat arra használják, hogy megvédjék az egyént az elemektől (Ábra 2) és kiterjesztett hozzáférést biztosítanak a drónok számára a nehezen elérhető területeken. Ebben a példában a belső és külső egységek újrafelhasználhatók, a gyorsan telepíthető rendszerek pedig ideiglenes, eseti helyszíneken helyezhetők el, és egy pillanat alatt áthelyezhetők.

Ez a megközelítés különösen értékes olyan összetett környezetekben, mint a bányászati műveletek, a nukleáris hulladék kezelése és a harctéri körülmények, ahol állandóbb megoldásra van szükség. Ha egy katonai egység felderítést próbál végezni a föld alatt egy alagúton keresztül... (Ábra 3) dróntechnológia segítségével a hosszabbító lehetővé teszi számukra, hogy ezt nagy távolságokon keresztül tegyék meg.

Hogyan használhatnának katonai egységek pilóta nélküli repülőgépeket felderítésre egy földalatti alagúton keresztül

Miért ideális mód a drónkommunikációhoz az RFoF?

Természetesen léteznek más kommunikációs technológiák is a drónok távoli repülésére, de a legtöbbjüknek vannak olyan hátrányai, amelyekkel az RFoF egyszerűen nem szembesül. Az RFoF egyik legfontosabb erőssége az interferenciával és zavarással szembeni immunitása.

Mivel az RFoF fényként továbbítja a jeleket optikai kábeleken keresztül, gyakorlatilag nincs rá hatással az elektromágneses interferencia, a szándékos zavarás vagy a jel lehallgatása. Ez biztonságos és robusztus megoldást jelent olyan környezetekben, ahol a jel integritása kritikus fontosságú, ami a drónok szinte minden katonai vagy kritikus infrastrukturális alkalmazási esetét leírja.

Az RFoF további jelentős előnyei az alacsony jitter, a nagy dinamikatartomány és a nagy sávszélesség. A technológia minimális torzítással és rendkívül alacsony késleltetéssel továbbítja a jeleket, így különösen alkalmas kritikus alkalmazásokhoz, például nagy felbontású videomegfigyeléshez, radarrendszerekhez és közvetlen szekvenciális szórt spektrumú (DSSS) modulációs rendszerekben. A DSSS egy szórt spektrumú modulációs technika, amely kiterjeszti az átvitt jel sávszélességét az interferencia csökkentése és a jel robusztusságának növelése érdekében.

Fizikai teljesítmény tekintetében az RFoF rendszerek könnyűek és energiahatékonyak. Mivel az ilyen rendszerek minimális fedélzeti elektronikát igényelnek, a drónok a csökkentett hasznos teherből profitálnak. Ez közvetlenül hozzájárul a hosszabb repülési időhöz és a jobb általános teljesítményhez, ami különösen értékes mind a kereskedelmi, mind a védelmi alkalmazásokban.

Az RFoF, mint transzformatív tényező a pilóta nélküli légi járművek (UAV) alkalmazásaiban

Ahogy a drónműveletek folyamatosan bővülnek mind a katonai, mind a kereskedelmi területeken, a robusztus, biztonságos és interferencia-tűrő kommunikációs rendszerek iránti igény minden eddiginél fontosabb. Az RFoF transzformatív tényezőként emelkedik ki ezen a területen, páratlan jelintegritást, alacsony késleltetést és alkalmazkodóképességet kínálva a telepítési modellek széles skáláján.

Akár a csatatéren végrehajtott taktikai műveletek fokozásáról, akár a távoli környezetek infrastruktúra-felügyeletének javításáról van szó, az RFoF biztosítja a pilóta nélküli légi rendszerek következő generációjának támogatásához szükséges megbízhatóságot és skálázhatóságot.

A szerzőről

Farzad Ghadooshahy | Társalapító és műszaki igazgató, Optical Zonu

Farzad Ghadooshahy több mint 40 éves tapasztalattal rendelkezik a száloptikai és rádiófrekvenciás/mikrohullámú technológiák kutatásában és termékfejlesztésében. Kulcsszerepet játszott az innováció előmozdításában a következő cégeknél: Optical Zonu és kulcsszerepet játszott a fejlett optikai szálas adó-vevő modulok fejlesztésében és a vállalat kínálatának gerincét alkotó rendszerszintű termékek tervezésében.