Чем оптоволокно отличается от обычного кабеля?
Оптоволокно, или оптический кабель, волоконно-оптический кабель, оптическое волокно, оптико-волоконный кабель, оптоволоконный кабель — всё это названия одного и того же.
В обычном кабеле, например, витой паре с медными жилами, данные передаются с помощью электрических импульсов. Электрический сигнал бежит по медному проводу, и так мы получаем информацию. В оптоволокне же данные передаются не электричеством, а световым лучом.
Идея использовать свет для передачи данных была предложена почти 90 лет назад, но сделать технологию доступной для реального применения смогли только в конце XX века. Это связано с тем, что создать прочный и качественный материал для оптоволокна оказалось непросто.
Как устроено оптоволокно?
Представьте, что оптоволокно — это очень тонкая стеклянная или пластиковая нить.
Сердечник — это прозрачная часть, по которой проходит световой луч. Он сделан из специального стекла или акриловых смол.
Оболочка защищает сердечник. Она тоже прозрачная, но немного отличается по свойствам, чтобы свет не выходил из кабеля.
Для прочности к кабелю добавляют дополнительные упрочняющие элементы.
Какие преимущества у оптоволокна?
-
Высокая скорость передачи данных. Оптоволокно легко передаёт данные со скоростью 100 гигабит в секунду! Рекорд – 27 терабит в секунду, что просто невероятно.
-
Устойчивость к помехам. Электромагнитные волны никак не влияют на свет в оптоволокне.
-
Большая длина. Один сегмент кабеля может быть десятки километров без усилителей.
Теперь, когда мы поняли, что такое оптоволокно, можно рассказать про дроны, которые управляются с его помощью.
Дроны на оптоволокне – это что (простыми словами)
Оптоволоконные FPV-дроны – это небольшие беспилотники, связанные с управляющей станцией через кабель из оптического волокна. Т.е. обычные дроны работают через радиосигнал, а эти – через оптоволоконный кабель.
Представьте себе: от квадрокоптера тянется тонкий, но прочный провод, который соединяет его с пультом управления. Сигналы от оператора преобразуются в световые импульсы, которые по кабелю передаются на дрон от оператора и возвращается видеосигнал – это во много крат надежнее, чем радиоволны.
Кабель наматывается на катушку, прикрепленную к дрону. Оптоволокно лёгкое и поэтому катушка с оптоволокном будет весить:
-
на 10 км – 1,5 кг
-
на 15 км – 1,8 кг
-
на 20 км – 2,2 кг
Катушка сделана и установлена на беспилотник так, чтобы провод не запутывался и не мешал пропеллерам.
Особенности оптоволоконных беспилотников
Некоторые системы позволяют не только передавать данные, но и снабжать дрон энергией через кабель. Однако даже при автономном питании аппараты с оптоволоконной связью дают возможность получать четкое изображение и телеметрию практически без задержек.
Для сравнения: стандартные кабели могут эффективно передавать большие объемы данных лишь на несколько сотен метров. А беспилотники с радиоуправлением теряют качество связи на расстоянии 3-5 км и не способны проникать внутрь зданий с толстыми стенами.
Плюсы и минусы «дронов на веревочке»
А теперь о главном – какие же есть у FPV-дронов, работающих через оптоволоконный кабель, плюсы и минусы.
Преимущества оптоволоконных дронов:
-
Надежная связь. Оптоволоконный кабель обеспечивает стабильное соединение даже в сложных условиях, например, в туннелях или среди плотной застройки.
-
Защищенность данных. Передаваемая информация не подвержена перехвату или взлому.
-
Устойчивость к помехам. Дроны могут работать в зонах с высоким уровнем радиопомех.
-
Качество видео. Картинка передается в высоком разрешении без искажений, независимо от расстояния.
Главное, что оптоволоконные квадрокоптеры могут быть эффективны там, где обычные БПЛА теряют сигнал!
Недостатки оптоволоконных дронов:
-
Ограниченный радиус – многие бойцы называют это главным минусом, ведь дальность полета БПЛА определяется длиной кабеля.
-
Увеличение веса или уменьшение полезной нагрузки. Кабель и катушка имет свой вес и снижают полезную грузоподъемность устройства.
-
Риск повреждений. Провод может порваться при зацеплении за препятствия.
-
Меньшая маневренность. Кабель затрудняет резкие маневры и повышает сопротивление воздуха.
-
Проблемы с повторным использованием. После использования кабель очень сложно собрать обратно.
Но мне кажется, что главный минус именно в том, что оптоволоконные FPV-дроны будут одноразовыми, так как кабель невозможно будет смотать, особенно если он растянут на большое расстояние, особенно на сложной местности.
Новый оптоволоконный «Князь Вандал Новгородский»
Название, сразу скажем, не для слабонервных. Но и сама машина представляет собой полностью неуязвимый для средств РЭБ (радиоэлектронной борьбы) FPV-дрон для круглосуточной работы.
«Князь Вандал Новгородский» – это новейший российский FPV-дрон с управлением через оптоволоконный кабель с тепловизором. Разработан в научно-производственном центре (НПЦ) «Ушкуйник». И они уже серийно поставляются в зону CBO.
Главные преимущества – помехоустойчивость и малая заметность. Главная особенность – интерфейс «картинка в картинке», который позволяет переключаться между ночной и дневной камерами.
Тактико-технические характеристики оптоволоконного FPV-дрона «Князя Вандала Новгородского» официально не раскрываются.
Оптоволоконный FPV-дрон «Струна»
«Струна» – это тоже оптоволоконный беспилотный летающий аппарат (БПЛА), разработка петербургского Научно-производственного предприятия «Адвент-Аэро».
Применять «Струну» можно не только как дрон-камикадзе, но и для сброса боеприпасов с последующим возвращением дрона на базу.
Такие БПЛА невозможно подавить, потому что они ничего не излучают. У них сигнал управления идёт через оптическое волокно. По той же причине этот дрон практически невозможно обнаружить. Появление тепловизора добавляет оператору средств для точного поражения цели.
В заключение можно сказать следующее.
Связь по оптоволокну будет надёжной и устойчивой к помехам, поскольку никакие средства радиоэлектронной борьбы не смогут её подавить. Качество связи также будет выше: скорость передачи данных по оптоволокну значительно превышает скорость по медным кабелям, что позволяет передавать данные практически мгновенно и с высоким качеством «картинки».
Однако стоит задуматься о том, что произойдёт через год после использования таких «дронов на верёвочке». Паутина из оптоволокна, которую никто не будет убирать, станет реальностью. Таким образом, идеи Герберта Уэллса о мире, окутанном паутиной, могут стать ближе к реальности, чем когда-либо.
