Optische Freiraumkommunikation in der Luftfahrt. Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes

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1 DLR.de Folie 1 Optische Freiraumkommunikation in der Luftfahrt Informationstag zum Luftfahrtforschungsprogramm des Bundes Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt Institut für Kommunikation und Navigation Florian Moll

2 DLR.de Folie 2 Übersicht Einführung Optische Freiraumkommunikation Anwendungen in der Luftfahrt Kommunikationsterminals Zusammenfassung und Ausblick

3 DLR.de Folie 3 Einführung Optische Freiraumkommunikation Einsatzgebiete Was ist Optische Freiraumkommunikation? Verwendung von Laserlicht zur Datenübertragung in der Atmosphäre oder Weltraum Die Glasfaser in der Luft Verbindungen mit bewegtem Partner Ersatz von Kabelinstallationen Kurzfristige und temporäre Installationen Luft-Boden, Luft-Luft, Satellit-Boden, Satellit-Satellit, Relais-Systeme Innerhalb Gebäude, Außenbereich Innerhalb Gebäude, Außenbereich

4 DLR.de Folie 4 Einführung Optische Freiraumkommunikation Einsatzgebiete inter-hap Sat.-Downlink inter A/C UAV near-ground

5 DLR.de Folie 5 Einführung Optische Freiraumkommunikation RF vs Optik Trägerfrequenzen im optischen Spektrum Schmale Strahlkeule Keine Spektrumregulierung Kürzere Wellenlänge Atmosphärische Turbulenz hohe Übertragungsraten (> Tbit/s), Atmosphärische Dämpfung niedrige Verluste, hohe Störsicherheit, Abhörsicherheit, hohe Ausrichtegenauigkeit weniger Kosten und Organisation kleine Antenne, Terminalgröße Phasenstörungen und Leistungsschwankungen

6 DLR.de Folie 6 Anwendungen in der Luftfahrt Beobachtungsflugzeuge Übertragung von prozessierten und unprozessierten Sensordaten Optische Sensoren SAR In situ Messtechnik Beispiel Projekt Vabene++ Verkehrüberwachung mit 3K-Kamera Downlink mit 1.25 Gbit/s Weiterentwicklung zu 12.5 Gbit/s

7 DLR: Tag der offenen Tür C. Fuchs, IKN: Optische Freiraumkommunikation Free space Experimental Laser Terminal II (FELT II) Freespace Experimental Laser Terminal II CPA CPA

8 DLR.de Folie 8 Oder Neiße Flooding, 3K Camera Picture, DLR Remote Sensing Technology Institute (IMF)

9 DLR.de Folie 9 Anwendungen in der Luftfahrt Passagierflugzeuge Passagierkommunikation: Internet, Cloud-Dienste, Streaming-Dienste, M2M, Systemdaten: Turbinen, Kabine, Flugverkehr, OICETS JAXA Bodenanbindung direkt, über HAPS oder Satellit Büchter, A. Reinhold, G. Stenz and A. Sizmann, DRIVERS AND ELEMENTS OF FUTURE AIRBORNE COMMUNICATION NETWORKS, 2012.

10 DLR.de Folie 10 Anwendungen in der Luftfahrt Unbemannte Luftfahrzeuge Kommunikationsnetzwerk für dünn besiedeltes Gebiet (backbone) Giggenbach, Stratosphärische Kommunikationsplarformen, ntz, 2002.

11 DLR.de Folie 11 Kommunikationsterminals F. Moll, W. Mitzkus, J. Horwath, A. Shrestha, M. Brechtelsbauer, L. Martin Navajas, A. Lozano Souto and D. Diaz Gonzalez, Demonstration of high-rate laser communications from fast airborne platform: flight campaign and results, SPIE, 2014.

12 DLR.de Folie 12 Zusammenfassung und Ausblick Optische Freiraumkommunikation in der Luftfahrt: Komplementärsystem zu RF Datenübertragung vom Flugzeug zum Boden, zwischen Flugzeugen und vom Flugzeug zum Satellit Kleine und kosteneffiziente Kommunikationsterminals für breiten Einsatz Forschung und Entwicklung von Systemen bis in den Bereich Tbit/s Anstehende Themen: Ausrichteeinheiten, Wellenlängenmultiplex, Kanalkodierung,

13 DLR.de Folie 13 Ihre Fragen?