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World File Search System光链路
SPIE的会议录
新一代高级板载处理器（OBP）依靠光学互连（OI）在电信卫星内快速有效地传输数据。与电气线束相比，光纤提供的质量和体积显着减少了质量和体积。后者通过ESCC3409 / 001标准[1]达到了空间标准化，该标准指定了以10 GB / s数据速率运行的太空纤维有线链接，通过2.5 mm直径的微波电缆，重量为17克 /米，并表现出2.2 db / m损失。另一方面，OI已经达到了TRL 9，并且由于使用了轻巧的色带光纤电缆和坚固的密度多重多花体连接器[2]，因此它们可以在质量和数量消耗中为同轴电缆节省> 90％，而能够支持更高的数据率。oi最近通过启动Eutelsat Konnect VHT在商业任务中首次亮相，该公司主持Thales Alenia Space DTP5G OBP [3] - 一种处理器，该处理器的数字光链路以10 GB/s数据车道运行，以用于板到板互连。为了进一步促进卫星内OI的部署，ESA发布了ECSS-E-ST-50-11C标准[4]，该标准[4]指定了以6.25至10 GB/s的数据信号传导速率运行的SpaceFibre光学链路，其系统需求范围为6.25至10 GB/s，该系统需求扩展了25 GB/s。
IAC–24–A.1.2.3 建造欧洲第一座太空...
EAGLE-1 任务旨在开发欧洲首个自主的端到端太空量子密钥分发 (QKD) 系统。该任务由欧洲航天局 (ESA) 和 SES 牵头，并与多个欧洲国家航天局和私人合作伙伴合作。最先进的 QKD 系统将包括 EAGLE-1 低地球轨道 (LEO) 卫星上的有效载荷、光学地面站、量子操作网络和密钥管理系统。EAGLE-1 项目代表了下一代量子通信基础设施的重要一步，它提供了宝贵的技术成果和任务数据，并为 EuroQCI 计划的发展做出了贡献。德国航空航天中心 (DLR) 的通信和导航研究所 (IKN) 是 EAGLE-1 任务的重要合作伙伴，参与了太空和地面部分元件的研究和开发。这里我们报告了 QKD 发射器（QKD 有效载荷的重要组成部分）的开发，以及光学地面站 Oberpfaffenhofen (OGS-OP) 的定制，以进行 EAGLE-1 的 IOT 阶段。对于空间部分，DLR-IKN 负责 QKD 发射器的设计，包括软件和固件的开发。该发射器生成量子态，用于实现基于光信号的 QKD 协议，该协议将传输到地面。对于地面部分，OGS-OP 将作为 EAGLE-1 的在轨测试地面站。凭借对一系列量子通信卫星的专业知识以及新实现，OGS-OP 将首次验证有效载荷、光链路和 QKD 系统的性能。我们介绍了 OGS-OP 为该任务所做的主要开发，其中包括实施升级的自适应光学系统以校正大气畸变并优化入射光与单模光纤的耦合。
HyperDrive：在边缘-云-空间 3D 连续体中调度无服务器功能
摘要 — 近几年来，低地球轨道 (LEO) 卫星的数量急剧增加。它们数量众多且轨道低，几乎可以在地球上的任何地方与卫星进行低延迟通信，高速卫星间激光链路 (ISL) 使卫星之间能够快速交换大量数据。随着 LEO 卫星计算能力的增长，它们正逐渐成为通用计算节点。在 3D 连续体中，地球上的云和边缘节点与太空中的卫星结合成一个无缝计算结构，工作负载可以在上述任何计算节点上执行，具体取决于它在哪里最有利。然而，在以大约 27,000 公里/小时的速度移动的 LEO 卫星上进行调度需要选择对所有数据源（地面和可能的地球观测卫星）延迟最低的卫星。面对太阳时，机载硬件的散热是一项挑战，工作负载不能耗尽卫星的电池。这些因素使得满足 SLO 比在边缘-云连续体（即仅在地球上）中更具挑战性。我们提出了 HyperDrive，这是一种专为 3D 连续体设计的无服务器功能的 SLO 感知调度程序。它根据功能的可用性和满足工作流的 SLO 要求的能力，将功能放置在云、边缘或空间计算节点上。我们使用具有高地球观测数据处理要求和严格 SLO 的野火灾害响应用例来评估 HyperDrive，结果表明，它能够设计和执行此类下一代 3D 场景，并且网络延迟比最佳基线调度程序低 71%。索引术语 — 无服务器计算、调度、3D 连续体、轨道边缘计算、LEO 卫星、SLO
用于太空平台的多个同步光学链路
太空自由空间光通信 (FSOC)，或称激光通信，在带宽、尺寸、重量、功耗节省以及不受管制的频谱方面，比射频 (RF) 通信具有关键优势。与 RF 通信相比，理论和演示的激光通信系统在 SWaP 相似或相同的情况下，数据速率更高。新的太空网络架构，例如 SpaceX 和 Telesat 等公司目前正在部署的宽带星座，利用光学卫星间链路来提高系统总吞吐量并减少地面站数量，从而降低整体系统成本。除了 LEO 之外，Artemis 计划基础设施还包括猎户座太空舱和地球之间的光通信中继，最终计划扩展到月球轨道器以实现连续表面覆盖。尽管性能优势明显且在各个应用中的采用率不断提高，但最先进的 RF 通信系统目前的表现优于激光通信系统，部分原因是光通信系统无法支持多个同时链路。频率重用、访问方法和动态波束形成等技术使 RF 通信系统能够绕过带宽限制并与网络内的其他节点（例如多个地面站、用户终端等）建立同时链接。这项工作着眼于将此功能扩展到激光通信系统，评估支持多个同时光链路所需的技术，并量化网络配置中多用户激光通信的影响。我们开发了一个模型来模拟这种系统的性能，并根据现有模型和数据对其进行验证。然后将该模型应用于 LEO 和深空网络场景，该场景分析不同的访问方法、网络配置和终端技术，例如光纤放大器与光子集成电路。我们进行权衡研究以确定所提方法的局限性和约束。然后，我们根据关键性能参数为每种场景提出架构建议。例如，我们发现对于 LEO 情况，一组四颗 6U 立方体卫星可以在网状网络配置中通过波分多址实现 12 Gbps 的总系统吞吐量。此外，通过使用基于光子的收发器而不是基于光纤的收发器，可以额外节省约 2.5 倍的质量。
量子虚拟链接通过增强学习
在过去的几年中，量子物理原理在计算机网络中的应用正在在研究和行业社区之间获得动力，如第一次标准化的尝试，即互联网工程工作组（IETF）的第一次标准化[1] [1]，[2]。在这些原则中，量子纠缠已被确定为量子通信的基本资源[1]，因为它可以使量子Internet应用程序作为安全的加密密钥分布和分布式量子计算[2]。但是，量子纠缠是一个概率的过程，这很大程度上取决于相关通信设备的特征。因此，纠缠管理构成一个随机控制问题，可以作为马尔可夫决策过程（MDP）[3]提出。在这项初步工作中，我们研究了深钢筋学习（DRL）解决这些问题的能力，尤其是当两个远程通信节点之间建立量子纠缠时，链接不直接连接。在下面的段落中，我们将介绍所需的背景。Qubit和纠缠。在量子通信和量子计算中，经典位的对应物是量子位（或Qubit）。但是，尽管经典位可以采用“ 0”状态或“ 1”状态，但量子可以在两者的叠加中处于叠加，并且有一定的可能性在其中一个状态。量子位于此叠加中，直到其最终测量为止。之后，它将根据相应的概率为“ 0”值或“ 1”值。量子网络。1）。当两个量子位被纠缠时，无法以分离的方式描述其各个状态：一个状态变化，即量子读数测量，其中一个是隐含的变化，无论它们之间的物理距离如何。因此，两个纠缠量子位的测量值表现出用于设计不可能通过经典通信（例如US量子密钥分布或分布式量子计算）设计新应用的非经典相关性。一组能够在RFC中定义为量子网络的节点可以交换Qubits和分布纠缠状态[1]。这些量子节点通过光纤或卫星激光链路相互连接。在本文中，我们假设链接。何时，在两个由直接链接连接的位于两个相邻量子节点的量子位置之间建立纠缠（例如，在图。1），纠缠构成基本量子链接[1]。其成功概率指数随着距离而呈指数减小，这意味着短途纠缠（如图a -b，图。1）比长距离纠缠更可能成功（如图要克服这个问题，我们可以通过所谓的纠缠交换[1]，[4]在两个基本链接上创建虚拟链接[1]。此过程允许通过在两个端点之间的路径上消耗先前生成的基本链接来创建长距离纠缠的对。图1，消耗基本链接A -B和B -C以创建更长的虚拟链接A -c。量子节点（如图1）通过纠缠交换创建长距离纠缠的对纠缠的对被称为量子中继器[1]，它们必须将中间基本链接存储在所谓的量子记忆[1]上，以稍后消耗。量子内存寿命。在特定时间之后，以其原始状态（例如，纠缠状态）在量子存储器中存储的量子的概率仍会随时间减少[5]。这种概率被称为记忆效率ηm[5]，其衰减称为腐蚀性。此过程是量子内存与环境的渐进相互作用的结果，因为存储器不能完全