Протоколи керування FPV: Lora, ELRS, Crossfire

У середовищі тактичних систем РЕБ (радіоелектронної боротьби) ефективне та надійне придушення БпЛА та інших платформ є критично важливим. Протоколи керування, такі як LoRa, ELRS (ExpressLRS) та TBS Crossfire, набули широкого поширення завдяки своїм унікальним характеристикам, що задовольняють вимоги до дальності, захищеності зв’язку, низької затримки та енергоспоживання. Ця стаття розглядає технічні особливості кожного з цих протоколів, аналізує їх сильні та слабкі сторони, а також визначає сценарії використання у контексті тактичних систем РЕБ.

1. Протокол LoRa

1.1 Технологія LoRa

LoRa (Long Range) — це фізичний рівень бездротового зв’язку, розроблений компанією Semtech. Він використовує метод модуляції на основі спектру з розширенням частоти (chirp spread spectrum), що забезпечує надзвичайну стійкість до перешкод та високу чутливість приймача. Популярні діапазони частот для LoRa: 433 МГц, 868 МГц, 915 МГц залежно від регіону.

1.2 Основні характеристики LoRa

• Ширина каналу: від 7.8 до 500 кГц

• Модуляція: CSS (chirp spread spectrum)

• Швидкість передачі даних: 0.3 – 50 кбіт/с

• Дальність: до 15-20 км у відкритій місцевості

• Споживання енергії: дуже низьке

• Затримка: висока, не призначена для передачі в реальному часі

1.3 Переваги та обмеження

Переваги:

• Стійкість до перешкод та заглушення

• Надзвичайно велика дальність

• Енергоефективність

Обмеження:

• Низька швидкість передачі

• Висока затримка

• Не підтримує зворотний зв’язок у реальному часі

2. Протокол ExpressLRS (ELRS)

2.1 Основи технології

ExpressLRS — відкритий протокол, який використовує LoRa-модуляцію, але оптимізований для мінімізації затримки і максимальної пропускної здатності при збереженні високої дальності. Розроблений спільнотою FPV-ентузіастів і активно вдосконалюється.

2.2 Основні характеристики

• Популярний частотний діапазон: 900 МГц (868/915) та 2.4 ГГц

• Модуляція: LoRa та FLRC

• Швидкість передачі: до 500 Гбіт/с (2.4 ГГц), 200 Гбіт/с (900 МГц)

• Дальність: до 30+ км у режимі 900 МГц, до 10 км у режимі 2.4 ГГц

• Затримка: від 3 мс (2.4 ГГц)

• Телеуправління + телеметрія: двосторонній канал

2.3 Унікальні особливості

• Dynamically adjustable packet rate: автоматична адаптація частоти оновлення в залежності від якості каналу

• CRC перевірка: надвисокий рівень виявлення помилок

• Open source: повна кастомізація

2.4 Переваги та недоліки

Переваги:

• Наднизька затримка

• Висока швидкість оновлення команд

• Гнучка настройка

Недоліки:

• Вища чутливість до перешкод у 2.4 ГГц

• Високі вимоги до живлення та антени

3. Протокол TBS Crossfire

3.1 Опис та історія

Crossfire — пропрієтарний протокол компанії Team BlackSheep (TBS), який забезпечує надійне зв’язування на великих відстанях та в умовах інтенсивних перешкод. Також використовує LoRa-модуляцію.

3.2 Технічні характеристики

• Популярний частотний діапазон: 868/915 МГц

• Модуляція: LoRa

• Затримка: 10-20 мс

• Дальність: до 100 км з підсилювачами

• Двосторонній зв’язок: так

• Шифрування: пропрієтарне

3.3 Сильні сторони

• Висока стійкість до перешкод

• Надійність зв’язку в складних умовах

• Інтеграція з TBS Fusion, Tracer, Cloud

3.4 Слабкі сторони

• Закритий код

• Менше можливостей кастомізації

• Вище енергоспоживання порівняно з ELRS

4. Порівняльна таблиця

5. Вибір протоколу в умовах РЕБ

У контексті тактичних систем РЕБ вибір протоколу залежить від багатьох параметрів:

• Тип завдання: для місій, де потрібна негайна реакція — ELRS; для команд управління в тилу — LoRa; для стабільного далекого управління — Crossfire

• Рівень перешкод: у середовищі з високим рівнем заглушення краще показує себе Crossfire

• Енергоспоживання: для автономних сенсорних точок — LoRa

• Гнучкість налаштувань: якщо важлива адаптивність, варто обрати ELRS

6. Висновки

Кожен з розглянутих протоколів має свої переваги та обмеження, які обумовлюють сферу їх застосування у тактичних системах. LoRa підходить для телеметрії та некритичних команд; ELRS — для дронів з низькою затримкою; Crossfire — для довготривалого та стабільного зв’язку у складних умовах. Для інженерів РЕБ важливо розуміти ці нюанси, щоб оптимально інтегрувати протоколи в реальні бойові сценарії.