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Communications laser par satellite

07.12.2022

Avec l'aide d'un nouveau satellite, développé par des ingénieurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT), un nouveau record de transmission de données entre les satellites et la Terre a été établi. Le système de transmission infrarouge térabit TeraByte InfraRed Delivery (TBIRD) utilisait des lasers pour transférer d'énormes quantités de données à des vitesses allant jusqu'à 100 gigabits par seconde (Gbps).

Ce débit de données est beaucoup plus rapide que la plupart des connexions ciel-sol. Par exemple, l'Internet par satellite Starlink de SpaceX offre aux clients premium des vitesses allant jusqu'à 500 Mbps. Et le taux de transfert de données entre la Terre et la Station spatiale internationale atteint environ 600 Mbps. Cela rend le système TBIRD 200 fois plus rapide.

La principale différence du nouveau système est la méthode de transmission des données. Alors que la plupart des satellites communiquent avec les stations au sol à l'aide d'ondes radio, le système TBIRD utilise la lumière laser. Il peut transférer 1000 fois plus de données en une seule session. Cependant, les lasers ont aussi leurs inconvénients. Un faisceau laser est beaucoup plus étroit qu'une onde radio et nécessite donc une correspondance de position plus précise entre l'émetteur et le récepteur. De plus, la lumière peut être déformée par l'atmosphère, auquel cas des données peuvent être perdues.

C'est dans le but de résoudre ces problèmes que le système TBIRD a été développé. Le satellite contient trois principaux composants prêts à l'emploi : un modem optique à haut débit, un amplificateur de signal optique et un périphérique de stockage.

Tout cela est logé dans un conteneur de la taille d'une boîte à chaussures. Pour résoudre le problème de la perte de données, une équipe d'ingénieurs a développé une nouvelle version du protocole dit ARQ (Automatic Repeat Request). Ce protocole permet au récepteur de la station au sol de notifier à l'émetteur certains paquets de données (trames) que l'émetteur a manqués afin que le satellite puisse facilement les retransmettre.

En ce qui concerne l'alignement avec correspondance de position, le système n'utilise pas de suspensions spéciales pour aligner les faisceaux laser. Un système de signal d'erreur spécial est fourni qui aligne l'ensemble du satellite de sorte que le faisceau soit clairement dirigé vers le récepteur. Selon les représentants de l'équipe de développement, cela permet l'utilisation de composants optiques plus petits dans le système.

"Si le signal disparaît, nous pouvons retransmettre les données, mais si la retransmission est inefficace, c'est-à-dire si nous passons tout notre temps à envoyer des retransmissions au lieu de transmettre de nouvelles données, nous pouvons perdre beaucoup de bande passante", a déclaré Kurt Schiller, TBIRD. ingénieur système "Dans notre protocole ARQ, le récepteur informe des trames qu'il a correctement reçues, ainsi il sait quelles trames doivent être retransmises."

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