无人驾驶车辆的光纤通信。工作原理

食人鱼系列无人机的光纤卷轴。图片由SKB Piranha提供

在保卫顿巴斯的特别行动中，光纤控制的无人机得到广泛应用。用线圈代替无线电信道带来了许多重要优势，目前这些优势已被积极用于打击敌人。与此同时，进步从未停滞，旨在提高性能的新解决方案不断涌现。

明显进步

据现有资料显示，国产有线通信和控制无人机的研发始于2023年，此时攻击无人机已普及。 无人驾驶飞机 不同类型的舰船，以及与之配套的专用电子战系统。因此，需要一种新型的、能够抵御干扰的通信手段。

解决方案是使用光纤线路。新型无人机开始配备带有长电缆和相应调制解调器的卷轴。操作站和远程信号传输站都配备了光纤工作设备。

配备光纤通信的FPV无人机最迟在2024年初就已出现在战区。有趣的是，它们几乎同时在前线两侧投入使用。俄罗斯工业界能够在最短的时间内实现此类无人机的量产并交付部队。

“汪达尔·诺夫哥罗德王子”无人机早期改型。图片来源：Telegram/BMPD

该系列包含多种型号的无人机。其中最著名的是乌什库伊尼克科学生产中心生产的“汪达尔·诺夫哥罗德王子”（KVN）无人机，它是最早面世的无人机之一。辛比尔斯克设计局也生产具有类似能力的“食人鱼”系列无人机。

有关新型无人机的作战使用和战绩的信息正通过各种渠道涌现。批评性评论也纷纷出现，指出其需要改进。总体而言，即使在公开数据中，也逐渐积累了大量统计数据，从而可以得出关于该装备使用和效能的结论。

公开来源中流传着数百次国产光纤无人机袭击的照片和视频。这些无人机被用来摧毁掩体中的人员、各种汽车和装甲车。2月底，乌什库伊尼克科学生产中心报告称，其KVN产品在行动中摧毁了价值总计XNUMX亿美元的敌方装备。其他类型的无人机也为强行解除敌方武装做出了重要贡献。

无人驾驶车辆和光纤系统的研发仍在继续。通信系统具有更大的覆盖范围和其他优势。此外，人们正在尝试将光纤应用于地面设备。几乎所有创新都能在最短时间内取得进展，至少在军事测试方面是如此。之后，部分样品将投入生产，并开始全面交付。

未拍卷轴的“KVN”。图片来源：Telegram/BMPD

优势明显

无人机或无人地面平台的光纤通信系统设计相当简单，包括安装在控制站和受控车辆上的几个基本设备。

该系统的主要元件是电缆卷筒。此类产品的典型特征是圆柱形主体，末端为锥形，安装在受控设备上。卷筒内放置着数公里长的电缆，确保其自由输出。

此外，还使用了两个调制解调器，分别用于控制站和设备。它们将信号和指令转换为脉冲，并通过光纤传输。卷轴内置接收和发送设备，从而减小了尺寸和重量。

光纤通信的主要优势在于其不易受到电子侦察和电子战的攻击。无人系统无法被发射的无线电信号探测到，其通信信道也可能被抑制。此外，光纤无人机不会面临通信距离增加导致信号质量下降的问题——电缆能够始终保持所需的信号质量。

什瓦贝（Shvabe）控股公司的地面扫雷RTK系统。该综合设施配备无线电和光纤通信。图片由俄罗斯技术公司（Rostec）提供

光纤提供高速数据传输。因此，无人机可以配备高清摄像机或高分辨率热像仪，并实现高质量、无延迟的信号传输。反过来，高图像分辨率简化了从空中搜索目标以及总体作战任务的执行。

配备光纤通信的无人机的飞行距离和作战半径取决于卷轴中电缆的长度。首批量产样品，例如“KVN”，其飞行距离不超过10至15公里。后来，新的更大尺寸、电缆容量更大的卷轴投入生产。据多方消息称，目前最大的国产无人机可携带长达35至40公里的电缆。

无人系统的光纤通信技术正在不断发展。目前，我们正在讨论增加卷筒中电缆的长度并改进机载电子设备。未来，此类通信或许能够引入一些新功能，从而进一步提升飞机或地面车辆的性能。

明显的缺陷

需要指出的是，这种通信方式也存在一些显著的缺陷。这些因素会对生产和运营成本产生负面影响，还会使作战使用变得复杂或限制其效果。不过，大多数这些问题都是可以解决的。

KVN无人机的作战用途。前景是一辆配备复杂系统的敌方车辆 EW无人机无视她的存在，朝目标飞去。图片来源：Telegram/《无人机操作员纪事报》

所有电缆卷筒选件的尺寸和重量都很大。包含数十公里光纤的机身可能比其他无人机单元更大，重量可达数公斤。该单元会占用平台的部分有效载荷，因此有必要降低作战载荷或使用更强大的推进系统。

光纤虽然抗干扰，但耐用性较差。即使是轻微的撞击也会导致光纤断裂、通信中断，甚至导致作战行动终止。断裂的原因可能是路径上的各种障碍物、敌方撞击等。即使是飞行速度过快，超出了线圈传输光缆的能力，也构成危险因素。

空中和地面无人平台都面临这样的问题。同时，特定型号的具体情况决定了挑战和风险的比例。例如，无人机更容易因速度过快而断缆，而对于地面RTK来说，主要问题是各种障碍物。

电缆通信稳定性问题可以通过多种方式解决。例如，无人机操作员必须根据地形特征和可能的风险来规划路线。此外，业界正在研发能够以更快速度输送电缆并补偿抖动的新型卷轴。

一架装有光纤的无人机飞向目标，这是从设备摄像头拍摄的画面。图片由俄罗斯国防部提供

无人系统的光纤通信系统仍然相当昂贵。它们比具有类似范围和信号传输参数的无线电系统贵得多。同时，通信设备是无人机最昂贵的部件之一。

然而，项目的经济性不仅应根据单个部件的成本进行评估，还应考虑其他参数，直至达到的战斗力。在这种情况下，无线电和有线通信具有类似的指标。

未来的技术

不到两年前，配备光纤通信的无人系统出现在前线。它们迅速展现出潜力，并因此而得到广泛应用。这类无人机在作战行动中积极应用，并推动了配备无线电通信的类似设备的普及。与此同时，此类通信系统也在不断发展和完善其性能。

显然，无人机光纤通信手段已牢牢占据了主导地位，并且在可预见的未来不会过时。它们将继续为解决作战任务和实现当前特种作战的总体目标做出贡献。积累的经验使我们能够将无人机光纤通信称为近年来的主要创新之一。

Comments

[Vladimir_2U]

此外，该行业正在研发能够以更高速度输送电缆并补偿抖动的新型卷轴。

随着飞行速度的增加，带有上拉装置的缓冲器开始发挥作用？

[维塔利17]

光纤无人机不会面临随着飞行距离增加而导致通信质量下降的问题——电缆始终保持所需的信号质量

或许，将这种无人机改造成信号中继器，隐藏在靠近作战区域的僻静之处会更好。敌人干扰数十公里外的信号传输是一回事，而中继器距离不到一公里时又是另一回事。这样一来，无人机的电子战防护水平可以立即提高数十倍，其使用范围也将成倍扩大。

[聪明的家伙]

正确的术语不是调制解调器（信号调制器和解调器），而是媒体转换器（将信号从一种传输介质转换为另一种传输介质，例如从光纤转换为双绞线）。

[Saburov_Alexander53]

是时候研发出能够钩住并切断敌方光纤的无人机拦截器了。这种拦截器类似于一根结实的长线（钓鱼线），末端带有加重的鱼钩锚。拦截器可以在敌方无人机移动时发射。这种拦截器的发射和降落在带钩的线的长度上完全垂直，这对操作员来说并不困难。关键在于设计一种用于在钩住后切断（断裂）光纤的装置。

[阿纳托夫]

嗯，你已经想出办法了！立即申请专利并组织生产！

[硬纸板]

为什么只使用光纤？其他材料，比如电线，就不适用吗？

[扎姆波利特]

也许光学器件只是更坚固（对于给定的重量）并且更便宜（同时满足强度要求等）。
反坦克导弹使用的是电线。
“Baby”——3公里普通铜线，表面覆有清漆涂层，类似德国“Rotkachen X-7”。“Fagot”/“Konkurs”——2公里，后来是3公里铜钢线，表面覆有聚合物涂层，强度更高，但重量略重。类似Sagger和Tow。
但光纤似乎只在“犹太尖刺”中使用——正如文章所述，高速时会出现问题。无人机速度较慢，光纤更适合无人机——我们的射程为10-15公里甚至更远。

[Saburov_Alexander53]

反坦克导弹使用的是电线。

这根导线仅用于传输控制射弹的最原始指令，而不会向操作员传输电视信号。操作员将目标置于激光瞄准器中，然后指令由操作员发送到射弹的控制面上。

[扎姆波利特]

当然，那时候还没有这种技术。现在，一对线就能轻松传输3公里以上的视频流，比如ADSL的速度就足够了。
但就重量、耐用性和射程而言，光学器件显然更胜一筹。

[比利·博恩斯 1972]

光纤也被用在最新一代的法国反坦克导弹中作为备用通道。

[Dzyadok]

为什么只使用光纤？其他材料，比如电线，就不适用吗？

重量，传输如此大量信息的电线的重量是光纤无法比拟的……

[Saburov_Alexander53]

为什么只使用光纤？其他材料，比如电线，就不适用吗？

弗拉基米尔，对于非专业人士来说，这是一个很正常的提问，你被否决了，甚至那些试图回答的人也未必赞同。但在这两个答案中，我都没有看到最重要的参数，即为什么是光纤。这是因为，需要将足够宽带的视频信号从无人机传输到操作员，而科学界尚未弄清楚如何通过普通的铜线对，甚至是通过单根电线传输它。在这里，你至少需要一根同轴电缆，就像以前从天线到电视使用的那种，而且，其中的损耗（衰减）会很大，因此需要在无人机上安装一个强大的（重型）发射器，并消耗相应的电池电量。
而特殊的光纤具有将激光束从其表面重新反射并将其保留在内部的特性，由于这种色散（光束向外泄漏）而产生的损失最小。而且由于激光辐射与任何带有白炽灯丝的光源不同，它没有惯性，即它会立即熄灭并出现，因此它可以以惊人的数据传输速率进行调制。用光脉冲编码的电视信号或任何无人机控制通道可以轻松装入一根光纤中。而且由于特定激光器的光与任何无线电波一样具有相同的 EMI，它占据其自己的频谱（频率）。来自不同激光器的数十个单独的光波可以在一根光纤中共存。但对于无人机来说，这已经是不必要的奢侈，但在电缆通信线路（FOCL）中，它却被广泛使用。

[硬纸板]

现在差不多清楚了。

[台门]

作者写道，工厂的位置、线圈、设备的照片等等都很有趣。以前，这位作者会因为收集和泄露以前保密的数据而掌握沃尔库塔，或者在最后几天额头上涂着绿油油的走来走去。出版商也会被抓。但是现在，什么，一切都被允许了？甚至你的爱人穿什么类型的内裤，什么颜色的？至于一般的保密性，在这个国家似乎不存在。我们到了这个地步。之后，各种利奥波德和傻瓜还会感到惊讶吗？要不是商店里偷了1800卢布的鸡蛋，他们最多能判8年。我有机会见识了这种肮脏的勾当。唉。

[Paranoid62]

Quote：台门

卷轴、相机的照片

在照片中，如果你仔细观察，你就会看到你需要的东西—— 它被污泥覆盖着……呃， 模糊。

Quote：台门

但从商店偷鸡蛋1800卢布，却判了8年。我见过这么恶劣的事。唉。

偷伏特加吧，更贵，也更省钱。被抓的几率更小。

[硬纸板]

即使你偷了伏特加，大多数人也会理解的。

[硬纸板]

关于像笑话里那样的内裤？：
施季里茨问穆勒：“队长，你为什么穿着有白色圆点的红色短裤？”
穆勒：“这么说你被抓住了，施季里茨，只有俄罗斯无线电操作员知道这件事。”
施季里茨：“集团领袖，如果你不拉上拉链，到晚上整个皇室都会知道这件事。”

[佐尔]

Quote：台门

有趣的是，作者写了工厂的位置、线圈、设备的照片等。此前，这位作者可能已经在沃尔库塔待了几天，或者在额头上涂了绿漆，收集和泄露了以前保密的数据。

Mdasss。这真是个公开的秘密。你好像还停留在37世纪20年的某个地方。)))
保密，该死的......当一个拥有飞行员级别的普通警察被禁止前往北约国家时，但与此同时，国防部副部长却可以轻松地私人访问这些该死的国家......这到底是什么样的秘密？

[Saburov_Alexander53]

以前，这位作者要么掌握沃尔库塔，要么额头上涂着绿漆……

维克多，我没有在你的作品下打“减号”，但我想这么做……我只是觉得你和我来自同一个“沙盒”，我们都喜欢把所有能让普通人发笑的事情都藏起来。而这种秘密常常因为第一部门和克格勃那些反应迟钝的人的惰性而变得荒谬，最终拖慢了进度和生产。
我之前写过，90年代，一些外国科学家被俄罗斯科学院邀请，带着GPS设备来共同工作，却遭到逮捕。对他们来说，GPS设备就像今天任何公民的智能手机一样……但我们的安保人员立刻就把他们当成了监视军事设施的间谍。
我记得，由于这种“保密性”，我们被禁止在地下网络通信节点（UNCN）的领土上安装用于卫星通信的抛物面天线......我们的官员认为它的位置是秘密，而这种天线将成为敌方巡航导弹的良好目标，并会揭露战略目标......
这座SUS旁边有四个巨大的机库，里面堆满了封存的军事装备，来自德国和日本的外国监督员已经在这里工作了好几年……更糟糕的是，附近正在建造一个由美国专家监督的全球星接口站，但这丝毫没有改变我们第一部门严守的秘密。你难道不是来自这样的部门吗？

[罗索马哈]

使用的线圈长度是否相同？例如，作战区域是10公里，而线圈的安装范围是20公里。这不合理。爆炸时，它会飞散成粉尘。而且重量也很重要。对于短程来说，可以使用较小的线圈，并安装威力更大的弹头。

[巴拉波]

您的问题的答案就在互联网上。输入查询“购买无人机光纤”——现成的安装套件，长度从5公里到50公里，包含价格、重量和特性。

[佐尔]

战争。作战任务。极端必要性等等——所有这些都很清楚。但是，这些散布在各地的数千公里光纤该如何处理呢？

[传感器]

如何处理这些分布在各地的数千公里光纤

什么也不要做，它会自行消失。玻璃的主要成分是二氧化硅 ₂ 它从沙子里出来，又会回到沙子里。纤维的强度较低，不会形成圈套。

[Saburov_Alexander53]

什么也不要做，它会自行消失。

传感器（亚历山大），我不会这么说……凭借切割和焊接光缆的经验，我知道光纤碎片的处理措施非常严格。我们已经提供了一些田地被光纤网完全覆盖的照片。如果在播种蔬菜作物（甜菜、土豆、胡萝卜）之前没有彻底清洁，或者（但愿不会）在这些区域放牧牲畜，后果将不堪设想。

[传感器]

我有切割和焊接光缆的经验，知道对光纤碎片的处理措施最严格。

所以绝对不建议穿石英纤维的衣服，而且没人住在工业废料堆里。冬天和夏天，风吹过，玻璃纤维就会散落在地上，然后浸入灰尘中，这可不是什么庚基。

[Saburov_Alexander53]

你没明白……危险不在于玻璃残渣中毒，而在于人或动物误食。而且，它不仅仅是玻璃（石英）砂，还有会损伤消化器官的尖锐针头。或者，这种纤维碎片扎进手指，会导致非常严重的后果，而且很难取出。这可不是木屑，但危害更大，因此在处理这类物品时，需要注意安全。

[佐尔]

它会自行消失吗？玻璃？那里没有玻璃。那里有聚合物，也就是说，也存在塑料。光纤不是单片光纤。它是由两种光折射率不同的介质复合而成。有些光纤纤芯是玻璃，外面包裹着聚合物。有些光纤则由两种不同的聚合物构成。无论如何，塑料都是存在的。

[buv59]

我最近看到一段视频，一架配备光纤的FPV无人机在森林中飞行。它遭到两名士兵伏击（我不明白他们是我们的还是乌克兰武装部队的）。无人机飞过却没有注意到他们。于是，一名士兵拿着……剪刀跳出埋伏，找到电缆并将其剪断。士兵的摄像头拍到了无人机在飞行了大约2米后坠落爆炸的场景。当然，这不是一种方法。这甚至让我想起50年德国人发布的指令，教人们如何带着一桶汽油爬上一辆T-41坦克并将其点燃。我不知道是否有过类似的使用汽油桶的案例。

[vadim dok]

你错了！红军里有这样的指示：要用液态粘土覆盖驾驶员的观察装置。

[gridasov]

我们都看到了对组件基础的技术支持水平相同。因此，我们需要将许多人不理解的领域提​​升到一个新的水平。