Japanske NTT og franske Safran Data Systems vil undersøge, hvordan satellitnet kan forbindes med jordens datanet gennem optiske jordstationer. Samarbejdet blev offentliggjort fredag den 6. november og bygger på et memorandum underskrevet den 4. november.

I dagens meddelelse fra NTT beskriver parterne et forløb, der skal begynde med kommunikation mellem satellitter i lavt kredsløb og optiske jordstationer. På længere sigt vil de undersøge en infrastruktur, som kan håndtere satellitter i flere forskellige baner og forbindes med datacentre på jorden.

Det er en aftale om at undersøge mulighederne for et strategisk samarbejde. Den annoncerer hverken et færdigt kommercielt net eller en bestemt dato, hvor kunder kan købe en ny tjeneste. Denne forskel er vigtig i en branche, hvor teknologidemonstrationer, udviklingsaftaler og almindelig drift kan ligge langt fra hinanden.

En kæde fra satellit til datacenter

Planen er at undersøge integration af NTTs digitale kohærente teknologi og netværksstyring i Safrans optiske jordstationer. Udvalgte stationer skal også undersøges for tilslutning til nærliggende datacentre gennem NTTs All-Photonics Network, APN.

En satellitforbindelse slutter dermed ikke ved teleskopet. Data skal videre gennem et jordbaseret net til det sted, hvor de behandles eller bruges. Samarbejdets idé er at arbejde med denne samlede kæde, frem for kun forbindelsen gennem atmosfæren.

For eksempel kan billeder fra en observationssatellit først få praktisk værdi, når de er hentet ned og leveret til den efterfølgende behandling. En hurtig radio- eller laserforbindelse til en jordstation er én del af forløbet; kapaciteten og styringen af de næste led er en anden.

Det er derfor ikke muligt alene ud fra en optisk terminals maksimumkapacitet at afgøre, hvor hurtigt en bruger får sine data. Den samlede levering afhænger også af adgang til stationer, planlægning af forbindelser og transporten videre på jorden.

Optisk kommunikation bruger teleskoper

Safran har allerede en produktfamilie til dette område. På produktsiden for IRIS beskriver selskabet jordstationer med teleskoper og optiske komponenter til at sende og modtage laserkommunikation. Stationerne anvender blandt andet Cortex Lasercom-modemmet og retter sig mod flere typer rummissioner.

Produktsiden angiver op til 10 gigabit i sekundet for den beskrevne løsning. Det er en leverandørspecifikation for et produkt og ikke en målt hastighed for det nye NTT-samarbejde. Parterne har ikke offentliggjort et færdigt net med en dokumenteret ende til ende-hastighed i dagens meddelelse.

Sammenligninger mellem optisk kommunikation og radio kræver desuden, at man ser på de konkrete betingelser. Afstand, terminaler, sendestyrke og tilgængelighed påvirker, hvad en forbindelse kan levere. Et generelt løfte om højere kapacitet kan derfor ikke oversættes direkte til samme forbedring for enhver mission.

Vejret kan afbryde lysvejen

Laserkommunikation møder en fysisk udfordring, som netværksplanlægningen skal tage højde for: Skyer og atmosfærisk turbulens kan forstyrre signalet. NASAs beskrivelse af LCRD-forsøget forklarer, hvorfor optiske jordstationer placeres steder med gunstige vejrforhold, og hvordan adaptiv optik kan mindske atmosfærens forvrængning af signalerne.

NASA beskriver stationer ved Table Mountain i Californien og Haleakalā på Hawaii. Systemerne bruger målinger af signalets forvrængning sammen med optik, der korrigerer den. Vejrobservationer indgår også i beslutningen om, hvilken station der skal bruges.

Det illustrerer en bredere pointe: Selv en teknisk hurtig forbindelse er kun nyttig, når den er tilgængelig på det nødvendige tidspunkt. Et system kan have brug for flere stationer på forskellige steder, så en lokal skyfront ikke afbryder hele datavejen.

NTT beskriver netop netværksstyring, som kan lede trafikken uden om jordstationer, der er ude af funktion på grund af vejret. Det er en del af den teknologi, selskabet vil undersøge i samarbejdet. Dagens aftale dokumenterer ikke, at en ny global stationstjeneste allerede håndterer dette i kommerciel drift.

Flere baner stiller forskellige krav

Satellitter i lavt kredsløb bevæger sig anderledes set fra jorden end geostationære satellitter. En jordstation skal derfor kunne understøtte den relevante mission, dens bane og dens kommunikationsudstyr. Ambitionen om flere baner er en del af samarbejdets omfang, mens de første kommunikationsmuligheder skal etableres til lavt kredsende satellitter.

Som et konkret eksempel på jordudstyret beskriver det tyske rumfartscenter DLR sin LaBoT-station med et præcisionsmonteret spejlteleskop, som følger indlæste satellitbaner. Stationen har en beskyttende kuppel og elektronik til blandt andet sporing og dataoverførsel.

DLRs anlæg er ikke det anlæg, som NTT og Safran annoncerer. Det viser, hvilke typer funktioner der skal fungere sammen i en optisk jordstation: mekanisk præcision, optik, signalbehandling og styring. En samarbejdsaftale mellem leverandører er et skridt mod at samle sådanne funktioner, men erstatter ikke afprøvning under de relevante driftsforhold.

NTT har allerede undersøgt en beslægtet vej

I en separat aftale med Cailabs fra september beskrev NTT også planer om at undersøge optiske jordstationer, digital kohærent teknologi og forbindelse til datacentre gennem APN. Den tidligere aftale viser, at dagens meddelelse indgår i et bredere arbejde med at forbinde rum- og jordnet.

Digital kohærent teknologi udnytter flere egenskaber ved lysbølgen til at overføre information. I NTTs forklaring omfatter det blandt andet bølgens fase og polarisationsretning, ud over variationer i lysstyrke. Formålet er at anvende avanceret optisk signalbehandling i forbindelserne.

De to samarbejder er selvstændige meddelelser. Der er ikke grundlag for at slutte, at Safran og Cailabs dermed indgår i én færdig fælles tjeneste, eller at alle de nævnte stationer allerede er koblet sammen.

For næste fase bliver dokumenterede demonstrationer og konkrete driftsvilkår afgørende. Dagens nyhed er et nyt samarbejde om arkitekturen mellem satellitter, optiske jordstationer og datacentre. Hvor hurtigt den arkitektur kan blive til en tjeneste, og hvilken tilgængelighed den kan levere gennem skiftende vejr, skal det videre arbejde vise.