Optionen für lange Datenübertragungskabel mit geringer Masse

Hat jemand irgendwelche Vorschläge für kabelgebundene Kommunikation über große Entfernungen auf der Mondoberfläche? Die maximale Länge sollte etwa 1 km betragen. Händler wie Gore und Axon stellen großartige leichte Kabel her, die jedoch für kurze Entfernungen (<10 m) ausgelegt sind.

Wenn dies nur ein Wunschtraum ist, werde ich wohl auf drahtlose Kommunikation zurückgreifen, was keinen Spaß macht.

Glasfaser ist eine weitere Option, die in Betracht gezogen werden sollte, obwohl die Bedingungen (Temperaturschwankung, Strahlungsschäden) ein Problem darstellen. Es gibt auch optische Freiraumverbindungen.
Welche Datenrate suchst du? Und wie belastbar muss das Kabel sein: Wird es regelmäßig bewegt oder steht es still?
Die Isolierung eines Kabels sollte den Oberflächentemperaturen des Mondes standhalten. PVC würde schmelzen, Teflon oder Kapton können verwendet werden. Oder eine Isolierung aus Glasfasern.
DSL darf bis zu 1km und mehr genutzt werden. Es werden nur zwei Adern wie bei einem Telefonkabel benötigt. Zur Gewichtseinsparung kann Aluminium anstelle von Kupfer verwendet werden. Der Draht sollte nicht zu dünn sein, bei Kupfer mindestens etwa 0,4 mm Durchmesser. Natürlich wird an beiden Enden des Kabels eine Stromquelle benötigt.
@Hobbes Datenraten zwischen 500 Mbps - 1 Gbps. Die Drähte werden stationär sein. Außerdem könnte ich sie in einer dünnen Schicht (~5 cm) Monderde vergraben, die einen gewissen Schutz bieten könnte.
Korrektur zu oben: 500kbps - 1Mbps
500 kbps - 1 Mbps über 1 km scheinen mit einem Twisted-Pair und DSL möglich zu sein. Für gleiche Bitraten in beide Richtungen SDSL.

Antworten (1)

Dies hat viel mehr mit der physikalischen Beschaffenheit des Kabels zu tun als mit dem Signalprotokoll, indem Sie das bestmögliche Kabel auswählen und dann Ihre Signalisierungsmethode anpassen, um so viele Daten zu übertragen, wie es die Physik zulässt.

Die klassische Lösung für Entfernungen von 1 km ist RS422 , obwohl es verschiedene Alternativen gibt, darunter alle, die für die Verwendung von Zweidrahttelefonen vorgesehen sind und Dinge wie adaptive Geschwindigkeitsänderungen basierend auf Rauschen beinhalten. Sie können auch Glasfaserkabel in Betracht ziehen, da diese möglicherweise leichter als Kupfer sind und eine 1 km lange Antenne vermeiden.

Die größeren Fragen betreffen die Verwendung des Kabels. Wird es von einem Menschen in einem Raumanzug oder aus einer Trommel mit fester Länge von einem Roboter ausgefahren? Wird es auf der Erde für eine bestimmte Länge und einen bestimmten Zweck oder vor Ort von jemandem in einem Anzug vorkonfektioniert (nur zwei Drähte, BITTE!). Muss es mehrere Tag/Nacht-Zyklen überstehen oder nur lange genug, um einen einzigen Test/Experiment durchzuführen? Wird es eingesetzt, indem es über die Felsen gezogen oder von einer sich bewegenden Spule abgerollt wird? Muss es wiederverwendet/an Ort und Stelle neu festgelegt werden? Benötigt es einen engen Biegeradius, um in den Stauraum zu passen (die meisten Glasfasern mögen es nicht, eng gewickelt zu werden).

Sobald Sie einige der obigen Antworten kennen und wissen, wie viel Gewicht Sie haben, können Sie herausfinden, welche Art von Protokoll mit dem Kabel funktioniert, das Sie haben. Die Abschirmung ist großartig, fügt aber viel Gewicht hinzu, mehr Kerne geben Ihnen mehr Daten, fügen jedoch Komplikationen bei allen Verbindungen hinzu (zwei Drähte = ein richtiger, ein falscher Weg, 8 ergibt fast 100 falsche Wege). Leichte Kunststoffisolierungen erhalten mehr Kapazität bei der Massenzugabe, können jedoch unter UV- und Kälteeinwirkung auseinanderfallen. Wenn es vor allem auf die Länge ankommt, können Sie für ein bestimmtes Kupfergewicht einen einzelnen Leiter und eine Erdungsrückführung für die maximale Länge verwenden .

Wenn Sie dies als grundlegendes Projekt tun, ist ein 8-adriges Ethernet-Kabel ein guter Ausgangspunkt, da es billig ist und mit viel handelsüblicher Hardware gut verstanden wird. Wahrscheinlich läuft RS422 mit einigen Kernen, die für die Stromversorgung übrig bleiben.

Wenn Sie tiefer schauen (und tiefere Taschen haben), wären die für Unterwassergeräte verwendeten Glasfaserkabel der Ausgangspunkt, da sie mit ähnlichen Herausforderungen zu tun haben und einige handelsübliche Hardware / Daten / Forschungsarbeiten / Fehler haben, aus denen Sie lernen können.

Ich bezweifle, dass ein einzelner Leiter und eine Erdrückführung mit Lunar Dry Regolith funktionieren. Ohne eine Erdungsstange sehr tief in das Grundgestein zu graben, gibt es eine Isolierung anstelle einer Erdung mit niedrigem Widerstand. Denken Sie an die Erdung in der Atacama-Wüste. Der Erdungswiderstand auf der Erde kann zwischen 2 und bis zu 8000 Ωm variieren.
Ich mache mir immer noch Sorgen über Strahlenschäden an der Glasfaser. Ob Polymer oder Glas, es muss nicht viel nachdunkeln, damit 1 km Dicke des Zeugs nutzlos dämpft. Und deshalb habe ich gerade gefragt, wie gut Glasfaser auf dem Mond oder Mars funktionieren würde?
@uwe, stimme zu, dass die Rückkehr der Erde (Mond?) Die falsche Lösung für den Mond (und möglicherweise überall sonst) ist, aber sie hat den einzigartigen Vorteil, dass nur ein Leiter benötigt wird, also hat sie einen Platz auf der Liste. Ich persönlich möchte jedoch nichts mit einem Plan zu tun haben, der versucht, ihn zum Laufen zu bringen. .
RS422 über 1 km ist auf etwa 100 kBit/s begrenzt, aber der Fragesteller benötigt 500 kbps - 1Mbps. Repeater alle 100 m wären erforderlich.
@Uwe, hmm Datenrate war nicht da als ich die Antwort gestartet habe. Immer noch machbar, aber es müsste die gesamte Kette als komplettes System abgestimmt/getestet werden und sieht eher wie eine benutzerdefinierte Ethernet-Implementierung als nach RS422 aus.
Optionen für lange Datenübertragungskabel mit geringer Masse
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