SOFA

Die stetig steigende Nachfrage nach Bandbreite und Kapazität hat das Mikrowellenspektrum in der Satellitenkommunikation zu einer begrenzten Ressource werden lassen. Laserbasierte Weltraum-Boden-Verbindungen ergänzen in künftigen Einsätzen die Funk-Downlinks und ermöglichen Datenraten im Gigabit-pro-Sekunde-Bereich. Die Verbindung wird über optische Bodenstationen aufgebaut. Da ein direkter Sichtkontakt zum Satelliten notwendig ist, kann eine hohe Wolkenbedeckung die Einsatzfähigkeit der Bodenstationen verringern. Um die Auswirkungen der Wolkendecke zu mildern, werden viele optische Bodenstationen zu Netzwerken zusammengeschlossen. Das Small Optical Ground Station Focal-optics Assembly (SOFA) ist ein kostengünstiges Instrument, das die Standardoptik von Teleskopen ergänzt und astronomische Observatorien sowie handelsübliche, tragbare Teleskope (COTS) in optische Bodenstationen verwandelt. Es übernimmt die wesentlichen Funktionen zur Durchführung von Satellitenlinks: die kamerabasierte Ausrichtung des Teleskops, das Tracking von Satelliten, eine kalibrierte Leistungsmessung und schließlich die bidirektionale Datenübertragung über das Receiver Front-End (RFE).

Das RFE unterstützt den Empfang von optischem On-Off-Keying (OOK)-Bitstreams für die optische Freiraumübertragung. Dabei kommen hochsensible Lawinenphotodioden (APD) zum Einsatz, die für Wellenlängen im Bereich von 1300 nm bis 1600 nm eine bis zu 10 dB höhere Empfangsempfindlichkeit als herkömmliche Technologien aufweisen. Das RFE unterstützt alle durch den CCSDS-Standard definierten Datenraten von 78 Mbps bis 2,5 Gbps. Über eine serielle Schnittstelle können zusätzliche Parameter wie die mittlere Empfangsleistung oder der atmosphärische Leistungs-Szintillationsindex an die IT-Infrastruktur der Bodenstation übertragen werden.