الزامات مشتری
یک مشتری که در یک پروژه ارتباطی حرفه ای UAV کار می کرد، نیاز به یک راه حل انتقال فیبر نوری با مشخصات زیر داشت:
- فاصله انتقال: 60 کيلومتر
- کانکتور نوری: رابط ST
- پیوندهای جداگانه برای کنترل پرواز و انتقال ویدیو
- تجهیزات خفیف در هواپیما
- ارتباطات پایدار با تاخیر کم
- قابلیت ضد تداخل الکترومغناطیسی
مشتری قبلاً مفهوم استقرار را نهایی کرده بود و به یک معماری ارتباطی دو فایبر قابل اعتماد مناسب برای سیستم های بدون سرنشین صنعتی یا دور برد نیاز داشت.
چرا باید دو خط فیبر مستقل در یک هواپیما استفاده کرد؟
یکی از رایج ترین سوالات از یکپارچه سازان هواپیماهای بدون سرنشین این است:
س: چرا همه چیز را از طریق یک لینک اترنت واحد انتقال نمی دهیم؟
در استفاده های واقعی UAV، سیگنال های کنترل و ترافیک ویدیو / داده اولویت های کاملا متفاوت دارند.
1سيگنال هاي کنترل پرواز
پروتکل های کنترل مانند:
- CRSF (آتش متقابل)
- MAVLink UART
- تلمتری TTL
نیاز به:
- تاخیر بسیار کم
- ارتباطات دو طرفه پایدار
- کمترین جنجال
- قابلیت اطمینان بالا
حتي وقفه هاي کوچيکي در انتقال مي توانند بر ثبات پرواز تاثیر بگذارند.
2. داده های ویدئویی و بار مفید
جریان های ویدئویی 4K، بار مفید هوش مصنوعی، سنسورهای نقشه برداری و رایانه های سوار، بار ترافیک بسیار بیشتری را ایجاد می کنند.
اگر هر دو کنترل و ویدیو از یک کانال ارتباطی استفاده کنند، ازدحام پهنای باند یا بافرینگ بسته ممکن است باعث افزایش تاخیر شود.
به همین دلیل، بسیاری از سیستم های حرفه ای هواپیماهای بدون سرنشین به صورت فیزیکی جدا می شوند:
- لینک کنترل
- لینک ویدئو/داده
با استفاده از دو فیبر نوری مستقل.
راه حل واقعی مورد استفاده در این پروژه
معماری مستقر استفاده می کند:
1ماژول فیبر نوری TTL برای CRSF / کنترل پرواز
مدل: ماژول فیبر TTL OM610-1V1T
کار اصلی:
- انتقال CRSF
- تلمتری UART TTL
- ارتباطات کنترل کننده پرواز
- انتقال سیگنال کنترل از راه دور
ویژگی های کلیدی:
- پشتیبانی از ارتباطات نوری طولانی تا 60 کیلومتر
- رابط نوری ST
- ولتاژ بزرگ DC5.5-26V
- طراحی سبک برای نصب UAV
- انتقال نوری دو طرفه با تاخیر کم
ماژول سیگنال های سریال TTL را به سیگنال های نوری تبدیل می کند و آنها را از طریق فیبر تک حالت انتقال می دهد.
این لینک به موارد زیر اختصاص دارد:
- کنترل از راه دور
- تله متری
- داده های GPS
- وضعیت باتری
- بازخورد پرواز
بدون دخالت ترافیک ویدئویی
2. تبدیل کننده فیبر گیگابیت اترنت برای انتقال ویدیو
مدل: TA510-GE-X
کار اصلی:
- انتقال دوربین 4K
- شبکه ایثرنت بار مفید
- ارتباطات دوربین های IP
- پخش ویدئویی ایستگاه زمینی
ویژگی های کلیدی:
- 10/100/1000Mbps ادیپتیو اترنت
- رابط فیبر ST
- تاخیر انتقال قطع از طریق کمتر از 0.9μs
- اندازه کامپکت 70×25×15 میلی متر
- مصرف برق کمتر از 1 وات
- ورودی مستقیم باتری DC5-24V
کنورتر فیبر اترنت با کاربردهای پهنای باند بالا مانند:
- H.264/H.265 ویدیو 4K
- محاسبات کناری هوش مصنوعی
- نقشه برداری بار مفید
- شبکه ی حسگرها
سوال: آیا گگابیت اترنت برای ویدئوی 4K از طریق هواپیماهای بدون سرنشین کافی است؟
آرهاستفاده از سیستم های ویدئویی 4KH.264/H.265 رمزگذاری فشرده سازی
نرخ بیت متداول عبارتند از:
- 8 مگابايت در ثانیه
- 15 مگابايت در ثانیه
- 25Mbps
حتی برای جریان های با کیفیت بالا.
یک لینک اترنت اپتیکال گیگابیت تقریباً 900Mbps سرعت استفاده را فراهم می کند و حاشیه پهنای باند قابل توجهی را برای:
- کانال های ویدیویی چندگانه
- تله متری
- داده های هوش مصنوعی
- بارهای مفید سنسور
چرا مشتری کانکتورهای فیبر ST را انتخاب کرد؟
س: چرا از ST به جای SC یا LC استفاده می کنید؟
برای بسیاری از پروژه های صنعتی و پیاده سازی در زمینه، کانکتورهای ST ترجیح داده می شوند زیرا:
- ساختار قفل محکم
- مقاوم به لرزش
- قابل اعتماد در محیط های بیرونی
- استفاده آسان از زمین
- معمولاً در سیستم های فیبر صنعتی استفاده می شود
این باعث می شود که کانکتورهای ST برای:
- سیستم های UAV متصل
- ایستگاه های زمینی متحرک
- استفاده در فضای باز
- پلتفرم های بازرسی صنعتی
برنامه های کاربردی معمول UAV برای لینک های فیبر دوگانه
این نوع معماری به طور معمول در:
- هواپیمای بدون سرنشین
- بدون سرنشین های FPV با برد دور
- هواپیماهای بدون سرنشین بازرسی صنعتی
- بازرسی خطوط برق
- نظارت مرزی
- هواپیماهای بدون سرنشین معدن و نفت
- سیستم های ارتباطی ضد تداخل در سبک نظامی
ارتباطات فیبر نوری مزایای عمده ای نسبت به پیوندهای رادیویی سنتی دارد:
- هیچ تداخل الکترومغناطیسی
- انتقال ثابت در مسافت های طولانی
- تاخیر کم
- امنیت بیشتر
- بدون ازدحام طیف RF
ساختار تعویض نهایی
راه حل مشتری نهایی از:
- کابل فیبر تقویت شده دو هسته ای
- یک هسته نوری برای کنترل TTL/CRSF
- یک هسته نوری برای ویدیوی گیگابیت اترن
- انتقال نوری تک حالت 60 کیلومتر
- کانکتورهای نوری ST
- مسیرهای ارتباطی مستقل و منزوی
این معماری به طور قابل توجهی قابلیت اطمینان ارتباطات را بهبود می بخشد و به ویژه برای سیستم عامل های حرفه ای UAV که در محیط های الکترومغناطیسی پیچیده کار می کنند مناسب است.
سوالات متداول (FAQ)
سوال: آیا ماژول نوری TTL می تواند از CRSF پشتیبانی کند؟
بله، ماژول از ارتباطات TTL UART پشتیبانی می کند و برای انتقال CRSF که در FPV و سیستم های حرفه ای UAV استفاده می شود مناسب است.
سوال: آیا کنورتر اترنت می تواند ویدئو 4K را انتقال دهد؟
بله، پهنای باند گیگابیت اترنت برای پخش ویدئوی فشرده 4K H.264/H.265 کاملا کافی است.
سوال: چه فاصله ای از انتقال پشتیبانی می شود؟
فاصله های اختیاری عبارتند از:
- 20 کيلومتر
- 40 کيلومتر
- 60 کيلومتر
- 80 کيلومتر
بسته به پیکربندی نوری.
س: آیا این سیستم می تواند مستقیماً از باتری های هواپیماهای بدون سرنشین کار کند؟
بله، هر دو ماژول از ورودی ولتاژ DC پشتیبانی می کنند و می توانند مستقیماً از سیستم باتری UAV تغذیه شوند.
س: چرا لینک های کنترل و ویدئویی جداگانه؟
چون کنترل پرواز نیاز به تاخیر بسیار کم و ثبات بالا دارد، در حالی که ترافیک ویدیویی پهنای باند بسیار بیشتری را مصرف می کند.جداسازی فیزیکی قابلیت اطمینان را بهبود می بخشد و از تداخل بین انواع سیگنال جلوگیری می کند.
پیام شما باید بین 20 تا 3000 کاراکتر باشد!
