বেতার ও শিল্প ইউএভির জন্য উচ্চ নির্ভরযোগ্য ফাইবার অপটিক কমিউনিকেশন সিস্টেম নির্মাণ

সমাধান: স্বাধীন TTL ফাইবার লিঙ্ক + গিগাবিট ইথারনেট ফাইবার লিঙ্ক

শিল্প এবং টিথারড ড্রোনগুলির একটি সাধারণ স্থাপত্য দুটি স্বাধীন ফাইবার অপটিক যোগাযোগ চ্যানেল ব্যবহার করছে:

চ্যানেল 1 - ফাইবার ওভার TTL

সমালোচনামূলক কমান্ড এবং টেলিমেট্রি ডেটা উত্সর্গীকৃত:

• ফ্লাইট কন্ট্রোল কমান্ড
• জিপিএস অবস্থানের তথ্য
• IMU মনোভাব ডেটা
• ব্যাটারি এবং সিস্টেম স্বাস্থ্য পর্যবেক্ষণ
• জরুরী নিয়ন্ত্রণ সংকেত

এই যোগাযোগ অত্যন্ত ইন্টারেক্টিভ:

গ্রাউন্ড স্টেশন → UAV
নিয়ন্ত্রণ কমান্ড এবং মিশন আপডেট

UAV → গ্রাউন্ড স্টেশন
রিয়েল-টাইম টেলিমেট্রি এবং স্থিতি প্রতিক্রিয়া

যেহেতু ফ্লাইট নিরাপত্তা স্থিতিশীল যোগাযোগের উপর নির্ভর করে, TTL লিঙ্কটি উচ্চ-ব্যান্ডউইথ ট্র্যাফিক থেকে শারীরিকভাবে বিচ্ছিন্ন।

চ্যানেল 2 - ফাইবার ওভার গিগাবিট ইথারনেট

বড় ডেটা ট্রান্সমিশনের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, সহ:

• 1080P / 4K HD ভিডিও স্ট্রিমিং
• থার্মাল ইমেজিং ক্যামেরা
• এআই ভিশন প্রসেসিং সিস্টেম
• LiDAR পয়েন্ট ক্লাউড ডেটা
• আইপি-ভিত্তিক সেন্সর

যদিও ইথারনেট টেকনিক্যালি ফুল-ডুপ্লেক্স, তবে বেশিরভাগ ইউএভি অ্যাপ্লিকেশনগুলির একটি অত্যন্ত অপ্রতিসম ট্র্যাফিক প্যাটার্ন রয়েছে:

UAV → গ্রাউন্ড স্টেশন
বিশাল ভিডিও এবং সেন্সর ডেটা স্ট্রিম

গ্রাউন্ড স্টেশন → UAV
শুধুমাত্র ছোট কনফিগারেশন প্যাকেট বা স্বীকৃতি

একটি গিগাবিট ফাইবার ইথারনেট মডিউল সাধারণ H.264 এবং H.265 এনকোডেড ভিডিও ট্রান্সমিশনের জন্য পর্যাপ্ত ব্যান্ডউইথ প্রদান করে।

কেন এক ফাইবারে TTL এবং ইথারনেট রাখুন না?

যদিও প্রোটোকল রূপান্তর যেমন UART- থেকে-IP সম্ভব, অনেক পেশাদার UAV সিস্টেম এখনও স্বাধীন যোগাযোগ লিঙ্ক পছন্দ করে।

কারণ অন্তর্ভুক্ত:

1. শারীরিক বিচ্ছিন্নতা নির্ভরযোগ্যতা উন্নত করে

ভিডিও ট্র্যাফিক হঠাৎ বেড়ে গেলে বা ইথারনেট সিস্টেম ব্যর্থ হলে, ফ্লাইট কন্ট্রোল চ্যানেল প্রভাবিত হয় না।

এমনকি যখন ভিডিও লিঙ্ক ব্যর্থ হয়:

• ফ্লাইট কন্ট্রোলার অনলাইন থাকে
• টেলিমেট্রি উপলব্ধ থাকে
• বাড়িতে ফিরে যাওয়ার কমান্ড এখনও কার্যকর করা যেতে পারে

মিশন-সমালোচনামূলক UAV সিস্টেমের জন্য, নির্ভরযোগ্যতা সবসময় তারের সংখ্যা কমানোর চেয়ে বেশি অগ্রাধিকার পায়।

2. নেটিভ প্রোটোকল সামঞ্জস্য

অনেক UAV উপাদান এখনও নেটিভ সিরিয়াল যোগাযোগের উপর ভিত্তি করে:

• MAVLink ফ্লাইট কন্ট্রোলার
• জিপিএস মডিউল
• IMU সেন্সর
• জিম্বাল কন্ট্রোলার
• লিগ্যাসি শিল্প ডিভাইস

ডাইরেক্ট UART/TTL ওভার ফাইবার একটি সহজ, কম লেটেন্সি এবং সফ্টওয়্যার-স্বাধীন সমাধান প্রদান করে।

3. নিম্ন উন্নয়ন ঝুঁকি

সিরিয়াল যোগাযোগকে ইথারনেটে রূপান্তরের জন্য অতিরিক্ত প্রসেসর, সফ্টওয়্যার স্ট্যাক এবং নেটওয়ার্ক পরিচালনার প্রয়োজন।

এটি পরিচয় করিয়ে দেয়:

• অতিরিক্ত বিলম্ব
• সফ্টওয়্যার জটিলতা
• অপারেটিং সিস্টেম নির্ভরতা
• সম্ভাব্য সিস্টেম ব্যর্থতা পয়েন্ট

শিল্প ও প্রতিরক্ষা UAV-এর জন্য, সরলতার অর্থ প্রায়শই উচ্চতর নির্ভরযোগ্যতা।

UAV অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ফাইবার তারের নির্বাচন

স্ট্যান্ডার্ড ফাইবার প্যাচ কর্ডের বিপরীতে, UAV অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য বিশেষভাবে ডিজাইন করা চাঙ্গা ফাইবার অপটিক তারের প্রয়োজন হয়।

সাধারণ স্পেসিফিকেশন অন্তর্ভুক্ত:

• একক-মোড ফাইবার (G.657.A2)
• 2-কোর বা 4-কোর কাঠামো
• 1.2 মিমি তারের ব্যাস
• 100 N প্রসার্য শক্তি
• কেভলার চাঙ্গা কাঠামো
• উইন্ডিং সিস্টেমের জন্য উচ্চ নমনীয়তা

তারের ভিতরে:

• যোগাযোগের জন্য অপটিক্যাল ফাইবার
• প্রসার্য সুরক্ষার জন্য কেভলার শক্তি সদস্য
• নমনীয় বাইরের জ্যাকেট

এই নকশাটি UAV অপারেশন চলাকালীন তারের ক্রমাগত টানা, কম্পন এবং ঘূর্ণন সহ্য করতে দেয়।

সাধারণ দুই-কোর ফাইবার আর্কিটেকচার

একটি দুই-কোর একক-মোড ফাইবার কেবল হল সবচেয়ে সাধারণ সমাধানগুলির মধ্যে একটি।

ফাইবার কোর 1:

• ফাইবার ওভার গিগাবিট ইথারনেট
• 1310/1550 nm BiDi অপটিক্যাল মডিউল
• ভিডিও, এআই ডেটা এবং আইপি যোগাযোগ

ফাইবার কোর 2:

• ফাইবারের উপর TTL সিরিয়াল যোগাযোগ
• 1310/1550 nm BiDi অপটিক্যাল মডিউল
• ফ্লাইট কন্ট্রোল, টেলিমেট্রি এবং সেন্সর ডেটা

প্রতিটি ফাইবার কোর একটি স্বাধীন ফুল-ডুপ্লেক্স যোগাযোগ চ্যানেল হিসাবে কাজ করে, নিয়ন্ত্রণ এবং পেলোড ট্রান্সমিশনের মধ্যে সম্পূর্ণ বিচ্ছিন্নতা নিশ্চিত করে।

ভবিষ্যতের প্রবণতা: অল-আইপি ইউএভি নেটওয়ার্কের দিকে

ইউএভি শিল্প ধীরে ধীরে একীভূত ইথারনেট-ভিত্তিক আর্কিটেকচারের দিকে এগিয়ে যাচ্ছে:

• TSN (সময় সংবেদনশীল নেটওয়ার্কিং)
• ROS 2
• ডিডিএস মিডলওয়্যার
• এআই কম্পিউটিং প্ল্যাটফর্ম
• গিগাবিট অনবোর্ড নেটওয়ার্ক

ভবিষ্যতের ইউএভি সিস্টেমগুলি একত্রিত হতে পারে:

• ভিডিও
• টেলিমেট্রি
• সেন্সর
• ক্যান বাস
• ফ্লাইট নিয়ন্ত্রণ ডেটা

একটি একক নির্ধারক আইপি নেটওয়ার্কে।

যাইহোক, আজ অনেক শিল্প, টিথারড, অ্যান্টি-জ্যামিং এবং ডিফেন্স ইউএভি প্ল্যাটফর্ম এখনও ডুয়াল-চ্যানেল আর্কিটেকচারের উপর নির্ভর করে:

TTL ওভার ফাইবার + ইথারনেট ওভার ফাইবার

কারণ এটি নির্ভরযোগ্যতার সর্বোচ্চ স্তর প্রদান করে।

OLYCOM সমাধান

OLYCOM UAV ইন্টিগ্রেশনের জন্য উপযুক্ত কমপ্যাক্ট ফাইবার অপটিক যোগাযোগ মডিউল সরবরাহ করে:

মডেল 1: OM610-1V1TWR

মডেল 2: TA510-GE-X কার্ড

• TTL ফাইবার অপটিক মডিউল
• স্বচ্ছ UART/TTL ট্রান্সমিশন
• কম লেটেন্সি যোগাযোগ
• ফ্লাইট কন্ট্রোলার, সেন্সর এবং টেলিমেট্রি সিস্টেমের জন্য আদর্শ
• গিগাবিট ইথারনেট ফাইবার মডিউল
• 10/100/1000 Mbps ইথারনেট ট্রান্সমিশন
• হাই-ডেফিনিশন H.264/H.265 ভিডিও স্ট্রিম সমর্থন করে
• আইপি ক্যামেরা, এআই কম্পিউটার এবং নেটওয়ার্ক পেলোডের জন্য উপযুক্ত

উভয় মডিউল পৃথকভাবে ব্যবহার করা যেতে পারে বা একটি দ্বৈত-চ্যানেল UAV যোগাযোগ আর্কিটেকচারে একত্রিত করা যেতে পারে।

উপসংহার

যেহেতু ইউএভি অ্যাপ্লিকেশনগুলি ভোক্তা ড্রোন থেকে শিল্প পরিদর্শন, নিরাপত্তা এবং প্রতিরক্ষা বাজারে প্রসারিত হচ্ছে, ফাইবার অপটিক যোগাযোগ দূর-দূরত্ব, হস্তক্ষেপ বিরোধী এবং উচ্চ-নির্ভরযোগ্য ট্রান্সমিশন অর্জনের জন্য একটি মূল প্রযুক্তি হয়ে উঠছে।

মিশন-ক্রিটিকাল কন্ট্রোলের জন্য ফাইবারের উপর TTL এবং উচ্চ-ব্যান্ডউইথ পেলোডের জন্য গিগাবিট ইথারনেট ওভার ফাইবারের সংমিশ্রণ পেশাদার UAV সিস্টেমের জন্য একটি পরিপক্ক এবং ব্যাপকভাবে গৃহীত আর্কিটেকচার হিসাবে রয়ে গেছে।