Laser Produkte


Das Motiv


Warum überhaupt optische Kommunikation im Weltraum?

Laser Communication Terminals (LCTs) sind Schlüsselelemente der künftigen Hochleistungsdatenrelais-Satelliteninfrastruktur, die Echtzeitdatenverbindungen für Erdbeobachtungssatelliten, wissenschaftliche Missionen oder hochfliegende Flugzeuge mit globaler, ubiquitärer Abdeckung unterstützt.

Die Übertragungsfähigkeit der hohen Datenrate, die Betriebssicherheit und die Störfestigkeit gegenüber Störquellen, verbunden mit der ultimativen Link-Robustheit, sind entscheidende Faktoren für Sicherheitsanwendungen, Katastrophenhilfe oder kommerzielle Konnektivitätsanbieter. Homodyne BPSK (Binary Phase Shift Keying), das in Tesat LCTs verwendet wird, ist allen anderen optischen Modulationsschemata überlegen und bietet höchste Sensibilität für Kommunikation und Tracking. Aufgrund der extrem schmalen Filterbandbreite, die mit kohärenter Technologie realisierbar ist, ist es auch das einzige Modulationsschema, das eine vollständige Immunität gegen Sonnenlicht bietet, was mit den in Direktdetektionssystemen verwendeten optischen Filtern nicht erreichbar ist. Für System-Level-Tests wurde ein modernstes Test-Set für die Überprüfung aller Laser-Crosslink-Leistungsmerkmale unter simulierten betrieblichen In-Orbit-Parametern eingerichtet.
01
Verfügbares Mikrowellenspektrum - "... die Zukunft ist optisch"
02
Keine Frequenzregelung - daher keine Abstimmung
03
Hohe Datenübertragungsraten
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Nahezu Echtzeit: basierend auf bidirektionalen Verbindungen
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Minimale Latenz der Datenaktualisierung durch Datenrelais
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Robuste Sicherheit
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Abhörsicher

Die Fakten


Tesat Laser Communication erfolgreich im Weltraum verifiziert

Während den 1960er Jahren haben Ingenieure von Telefunken bereits Pionierarbeit geleistet, indem sie die ersten Weltraum-Glasfaser-Transceiver gebaut haben. Auf Basis dieses Erbes arbeiten Tesat-Spacecom-Ingenieure kontinuierlich daran, diese Pionierarbeit auf optische Satellitenkommunikation anzuwenden.

Frühe Systeme auf der Basis von Direktdetektionskonzepten arbeiten seit 2001 an Bord von GEO-Raumfahrzeugen (SILEX Direktdetektionsempfänger). Heute verwenden Tesats fortschrittliche Laser Communication Terminals (LCTs) Binary Phase Shift Keying (BPSK) und kohärente Homodyn-Detektion.

Seit 2007 sind zwei Tesat-LCTs im Low Earth Orbit (LEO) tätig. Die LCTs wurden am U.S. NFIRE-Satelliten und der deutschen TerraSAR-X für eine gemeinsame Kampagne des US-DoD und des deutschen MoD eingesetzt. Nachdem zahlreiche LEO-Inter-Satelliten-Verbindungen in verschiedenen Konfigurationen durchgeführt wurden, übermittelten die LCTs Hunderte von Terabytes mit 5,6 Gbit pro Strecke in variierenden Bereichen bis zu 5.500 km. LCT-In-Orbit-Operationen sowie das Linkmanagement mit Optical Ground Stations (OGS) wurde erfolgreich in komplexen Szenarien mit verschiedenen S/C-Bodenregelungsnetzwerken getestet.

Laser Crosslink Technologie

Als Ergebnis des erfolgreichen LEO-LCT-In-Orbit-Betriebs und durch die stetig wachsende Nachfrage nach immer größeren Datenübertragungskapazitäten für zivile und militärische Erdbeobachtungssatelliten, entschied sich Tesat für die Entwicklung einer neuen Generation von LCTs, die Hochgeschwindigkeitsrelaisverbindungen zwischen niedrig fliegenden (LEO) und geostationären Satelliten (GEO) unterstützen. Dieses neue Tesat LCT basiert auf der bewährten Technologie, verfügt aber über eine breitere LEO-GEO-Linkstrecke von bis zu 45.000 km. Diese LCTs wurden als Backbone des europäischen EDRS-Programms (European Data Relay System) ausgewählt, welches Datenrelay-Dienste mit 1,8 Gbit/s zur Verfügung stellt. Darüber hinaus ermöglicht diese Technologie, abgesehen von der Breitbandkommunikation, zahlreiche andere Anwendungen wie Zeit- und Frequenzdissemination mit beispielloser Genauigkeit, GEO-LEO-Klassifizierung, hochgenaue Orbitbestimmung oder den Einsatz taktischer SatCom-Verbindungen in High Altitude Long Endurance (HALE) Missionen.

Verifikation des kommerziellen Gigabit Data Relay Service

Live-Demonstration der End-to-End-Verbindungsleistung am ESA Operation Center ESOC, Darmstadt (Deutschland).

Im November 2014 wurde eine Live-Demonstration von ESA und Tesat durchgeführt, um ein Radarbild aus der laufenden Mission von Sentinel-1A via Alphasat über 41.700 km durch den Weltraum zur Bodenstation zu senden - in Bruchteilen von Sekunden. Radar-Bilder, jetzt "just in time" von überall in der Welt. Bis April 2016 führten wir über 1.500 Links (LEO zu LEO, LEO zu Ground, GEO zu Ground, GEO zu LEO) mit einer Erfolgsrate von 100% durch.

Die Produkte


Optical Communication Produkte

Tesat bietet eine Reihe von Laser Produkten wie Laser Communication Terminals (LCT), Reference Laser Units (RLU), Receiver, optische Encoder oder Beam Stabilization Systeme, die auf unserer großen Expertise und unserem Erbe in der optischen Freiraumkommunikation basieren. Diese Produkte sind für LEO- und GEO-Anwendungen mit langer Lebensdauer ausgelegt.

Kernelement der Produktlinie ist das LCT-135 (135 mm Teleskopstrahldurchmesser) für GEO/LEO-Inter-Satellite Links. Wie auch sein Vorgänger, das LCT-125, kombiniert er in einer Einheit alle optischen, mechanischen und elektrischen Untereinheiten, wie Energieverteilung, On-Board-Prozessor, Tracking- und Akquisitionsmodule und Data Handling System. Daten von AOCS-Raumfahrzeug-Sensoren können dem LCT über eine Standardschnittstelle, die Laser Interface Adaption Unit (LIAU), leicht zur Verfügung gestellt werden.

Laser Communication Terminal (LCT)

  • Widerstandsfähige Inter Satellite Links
  • Hohe Datenraten
  • Forward Tasking

Reference Laser Unit (RLU)

  • Extrem stabile Leistung für langjährige Raumfahrtmissionen
  • Bereichs- und Referenzquelle bei 1'064 nm
  • Einteiliges Design bestehend aus Laserkopf, Pumpenmodul und Steuerung mit MIL STD Interface

Optical Ground Station (OGS)

  • Stationäre / transportable OGS mit adaptiver Optik (AOGS)
  • Adaptive Optik zur Kompensation atmosphärischer Störungen
  • Flexible Konfigurationsmöglichkeiten für unterschiedlichste Einsatzszenarien

Die Industrialisierung


Enlarged Product Portfolio and Service

Basierend auf der Tatsache, dass die Laserkommunikation seit 2008 im kommerziellen Gebrauch im Weltraum ist, wächst die Nachfrage ständig.

Tesat has an industrial production line to produce, assemble, integrate and test the Laser Communication Terminals. In early 2016 there are fourteen LCTs under contract or delivered and nine LCTs will be in Orbit by end of 2016. Tesat is also offering the operational service of the LCTs in orbit and different tools for planning, operation and simulation. Furthermore, Tesat has enlarged the product portfolio with direct-to-earth and constellation terminals to answer the need of smaller terminals for different applications. The new LCT SMART has half of the weight compared to a GEO-LCT.

Tesat hat eine industrielle Fertigungslinie für die Herstellung, Montage, Integration und Prüfung der Laser Communication Terminals. Zu Anfang 2016 sind Verträge für vierzehn LCTs unterzeichnet oder bereits ausgeliefert und neun LCTs werden bis Ende 2016 im Orbit sein. Tesat bietet auch den operativen Dienst der LCTs im Orbit und weitere verschiedene Werkzeuge für Planung, Betrieb und Simulation. Darüber hinaus hat Tesat das Produktportfolio mit Direkt-zu-Erde- und Constellation Terminals erweitert, um auf kleinere Endgeräte für unterschiedliche Anwendungen zu reagieren. Das neue LCT SMART hat zum Beispiel nur die Hälfte des Gewichts im Vergleich zu einem GEO-LCT.

Die Zukunft


High Speed Optical Backbone In Space

Das Produkt ist Wirklichkeit - jetzt können die Anwendungen darauf wachsen! Das im Backbone oder Access eingesetzte LCT-Portfolio von Tesat ermöglicht zukünftige Kommunikationsnetzwerkarchitekturen, bei denen ein optischer Terabyte-Service der Schlüssel ist.

Roadmap of Programs