Global Communication Networks
Oggi, i cavi in fibra ottica che collegano il nostro pianeta formano la spina dorsale della rete globale, senza la quale quasi nulla funziona nelle società moderne. E mentre c'è ancora molto lavoro da fare per completare l'ultimo tratto fino all'utente finale utilizzando la tecnologia della fibra ottica invece del rame, siamo testimoni privilegiati di una nuova corsa alle infrastrutture per le reti di dati e telecomunicazioni. Diverse aziende tecnologiche stanno progettando di implementare enormi reti di comunicazione spaziale di ultima generazione. I loro nodi sono satelliti compatti, migliaia dei quali saranno lanciati in orbita. Questi utilizzano la luce laser per trasmettere messaggi, si collegano tra loro e trasmettono dati in modo efficiente e veloce da un punto all'altro del pianeta. La visione è quella di fornire ad ogni auto, infrastruttura fisica, container di spedizione e semirimorchio, o anche ad ogni mucca, la connettività; permettendo così un ampio spettro di fantastiche applicazioni.
Reti Fotoniche Senza Fibra sulla Terra
Anche sulla Terra, è stato appena avviato un approccio simile per fornire reti punto a punto con l'aiuto della "fotonica senza fibra". Il principio della comunicazione ottica nello spazio libero è in qualche modo simile alla telegrafia ottica del 18° secolo: I messaggi vengono codificati e trasmessi da un luogo all' altro della terra usando la luce. Questo rappresenta il potenziale per fornire in tempi rapidi connessioni sicure tra luoghi diversi, per esempio da un edificio all'altro in una città affollata o per l'"ultimo miglio" di una rete più ampia.
Oltre ai componenti optoelettronici e al vasto know-how sulla comunicazione, anche i sistemi meccatronici giocano un ruolo decisivo nella funzionalità di queste reti. La trasmissione di messaggi tramite fasci di raggi laser richiede soluzioni di allineamento precise per mantenere il raggio esattamente sul bersaglio anche su lunghe distanze, correggere la deriva e le interferenze e, se necessario, riallinearlo rapidamente. Oltre ad essere controllato dal sistema di localizzazione del satellite, è necessario un sistema di guida fine e ad alta velocità per compensare le vibrazioni del satellite, sbalzi termici e altre cause di disturbo. Nelle reti punto-punto a terra, le turbolenze atmosferiche o i movimenti negli edifici possono essere anche una potenziale fonte di interferenza per la trasmissione senza errori del segnale. Pertanto, i sistemi tip/tilt mirror che reagiscono rapidamente sono di fondamentale importanza per le reti di comunicazione ottica nello spazio libero.
Oltre a larghezze di banda elevate e angoli di inclinazione sufficientemente ampi, è di cruciale importanza per questa applicazione il funzionamento senza manutenzione in modalità 24/7. Anche l'efficienza energetica, il peso ridotto e un design compatto sono essenziali. Da ultimo, ma non meno importante, è richiesta robustezza, perché i sistemi non solo devono sopportare le alte accelerazioni durante il lancio del satellite, ma anche le dure condizioni ambientali come forti sbalzi di temperatura o l'esposizione alle radiazioni per l'intero periodo di utilizzo.
I tip/tilt mirror piezoelettrici o elettromagnetici (FSM = Fast Steering Mirrors) possono fornire una risoluzione angolare fino ai nanorad con una larghezza di banda meccanica fino ai kHz. Sono compatti, veloci e abbastanza precisi da compensare i disturbi comuni in queste applicazioni. Mentre gli FSM azionati da piezo offrono una risoluzione e una larghezza di banda maggiori, le unità elettromagnetiche (di solito gli FSM voice coil) permettono spostamenti maggiori. Per soddisfare la totalità dei requisiti dell'applicazione, PI offre entrambi i tipi di meccanismi, in un design standardizzato e in una configurazione specifica per l'applicazione.
La tecnologia fast tip/tilt mirror di PI è stata utilizzata sia in progetti terrestri che in missioni spaziali fin dagli anni '90. Per esempio, nel Solar Orbiter, un progetto congiunto tra la NASA e l'ESA, un sistema di stabilizzazione del raggio di PI è già in uso e si sta dirigendo verso il sole. PI offre soluzioni efficienti e veloci basate su azionamenti piezoelettrici o elettromagnetici - e offre anche molti anni di esperienza per una rapida scalabilità a grandi quantità.
Le soluzioni di PI contemplano un gran numero di sistemi di tip/tilt di serie, oltre a soluzioni specifiche per il cliente. Altre seguiranno.
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