DJI OcuSync 2.0: Der ultimative OcuSync & Lightbridge Guide(In nur 9 Minuten gelesen)

OcuSync 2.0 ist eines der fortschrittlichsten digitalen Übertragungsprotokolle auf dem Drohnenmarkt. Zwar wird in Zeiten von Fertigdrohnen weniger über Funktprotokolle gesprochen, als in den Anfängen der Drohnen-Ära. Nichts desto trotz wollen wir uns in diesem Artikel das OcuSync 2.0 Protokoll von DJI genauer ansehen.

Eingeführt wurde OcuSync mit der ersten DJI Mavic Generation. Seit dem hat sich einiges getan. Spätestens seit mit der Mavic 2 Drohnenfamilie OcuSync 2.0 auf dem Markt ist, hat DJI bewiesen, dass man auch die Funkstrecke zwischen Drohne und Fernsteuerung beherrscht.

Mit Funktionen, wie automatischem Bandwechsel und dynamischer Bandbreitenanpassung spielt die Technologie aktuell weit vorne mit. Grund genug, sich die Thematik einmal genauer anzuschauen.

Was kann OcuSync?

Mit OcuSync betitel DJI sein neustes Übertragungssystem. Es kommt zwischen der Drohne und der Fernsteuerung zum Einsatz und ist für die Übermittlung aller Daten zuständig.

OcuSync 2.0 wird auch vom DJI Smart Controller unterstützt
Der DJI Smart Controller basiert vollständig auf dem OcuSync 2.0 Protokoll.

Im Gegensatz zu anderen RC-Protokollen, wie EXBus von Jeti oder Futaba S-Bus, überträgt OcuSync nicht nur Steuersignale und Telemetriedaten. Auch die komplette Übertragung des Live-Feeds von der Drohnenkamera (also das FPV-Bild) wird bei OcuSync digital übertragen.

Die Geschichte von OcuSync und seine verschiedenen Versionen

Bevor wir in die technischen Details des OcuSync Protokolls abtauchen, wollen wir uns gemeinsam einen Überblick über den Werdegang von OcuSync verschaffen.

OcuSync (1.0) wurde mit der Mavic Pro Drohne eingeführt. Es kann 1080p und 720p Video übertragen, wobei Full-HD nur auf kurze Distanz zur Verfügung steht. Die maximale Reichweite beträgt 4,3 Meilen (etwa 7 km). Der größte Vorteil von OcuSync gegenüber anderen digitalen FPV-Systemen ist die niedrige Latenz von nur 160 bis 170 ms. OcuSync der ersten Generation nutzt ausschließlich das 2,4-Ghz-Band. Dank der digitalen Übertragungstechnik war es mit OcuSync erstmals möglich mehrere Geräte parallel mit einer Drohne zu Verbinden (Controller und DJI Googles).

OcuSync Air (OcuSync 1.5) wurde zeitgleich mit der DJI Goggles Race Edition eingeführt. Das Protokoll ist speziell für FPV angepasst worden. Die maximale Auflösung liegt bei 1280 x 960 Pixel, was die Latenz gegenüber dem Ur-OcuSync deutlich senkt. Für Piloten, für die Latenzzeit Priorität hat, erreicht OcuSync Air bei 480p Latenzen von nur 50 ms. Außerdem war OcuSync Air erstmals in der Lage das 2,4- und 5,8-GHz-Band zu verwenden und automatisch zwischen beiden Bändern zu wechseln.

Eine weitere Evolutionsstufe von OcuSync wurde mit der DJI Phantom Pro V2.0 Drohne* vorgestellt. Das hier verwendete System ist eine Mischung aus OcuSync 1.0 und OcuSync Air. Im Gegensatz zum OcuSync Air System steht zwar Dual-Band zur Verfügung, das Band wird aber nicht automatisch gewechselt, sondern muss durch den Piloten manuell gewählt werden. In Sachen Reichweite besteht kein Unterschied zu OcuSync 1.0 und auch die Übertragung von 720p und 1080p ist möglich. Die Latenzzeit hängt bei dieser Version stark vom verwendeten Controller ab. Der DJI Phantom Plus Controller erreicht zwischen 160 und 180 ms die geringsten Latenzwerte, wird ein Smartphone verwendet liegen die Werte bei bis zu 220 ms.

OcuSync 2.0 kam hingegen mit der Mavic 2 Drohnenserie auf den Markt. Es ist das erste OcuSync Protokoll, welches per Firmware aktualisiert werden kann. Das System wurde grundlegend überarbeitet und funktioniert im Dual-Band-Modus mit vollständig automatischer Bandwahl. Das Video- und Steuer-/Telemetriesignal kann dabei auf unterschiedlichen Bändern übertragen werden. Des Weiteren bietet OcuSync 2.0 erstmals auch Long-Range 1080p-Übertagung bis zu 5 Meilen (circa 8 km). Trotz der Verbesserungen wurde die Latenz auf bis zu 130 ms gesenkt, was ein spürbar flüssigeres Flugerlebnis bietet.

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Wie funktioniert OcuSync 2.0?

Jetzt wird’s technisch! Wer keine Lust hat, in die Tiefe von OcuSync 2.0 abzutauchen, der springt am besten direkt zum nächsten Kapitel.

DJI nutzt OcuSync 2.0 als Funkprotokoll für drei Datenarten: Videosignal, Steuersignal und Telemstriesignal.

Das Videosignal wird dabei im OFDM-Verfahren (Orthogonales Frequenzmultiplexverfahren) übertragen. Bei OFDM wird ein Datenstrom mit hoher Datenrate in mehrere Teildatenströme mit niedrigerer Datenraten aufgeteilt. Jeder dieser Teilstöme wird dann einzeln moduliert und übertragen.

Im Gegensatz zur Modulation des gesamten Datenstroms, kann eine schmalbandige Störungen im Bereich eines Teilträgers von der Übermittlung ausgeschlossen werden, sodass zumindest der Rest des Bildes noch am Controller ankommt. Von diesen Teilträgern kommen bei OcuSync 2.0 dutzende zum Einsatz. Sodass OFDM ein sehr stabiles digitales Videosignal ermöglicht.

Für das OFDM-Signal wird beim Start der Drohne ein freier Kanal gesucht auf dem die Videoübertragung für diesen Flug stattfindet. Dieser Vorgang wird mit jedem Start der Drohne neu wiederholt. Der Kanal wird lediglich gewechselt, wenn es zu Interferenzen kommen sollte oder wenn der Kanal manuell durch den Piloten angepasst wird. Ansonsten wird das Video auf einem fixen Kanal übertragen, solange bis du deine Drohne ausschaltest.

Das Steuer- und Telemstriesignal nutzt hingegen die bekannte FHSS-Modulation. FHSS steht für Frequency Hopping Spread Spectrum. Einzelne Pakete des Datenstroms werden dabei auf verschiedenen Trägerfrequenzen moduliert. Diese springen wild und zufällig über das gesamte Funkband hin und her. Die zufällige Verteilung der einzelnen Pakete macht FHSS-Signale sehr tolerant gegenüber Interferenzen auf einzelnen Trägerfrequenzen.

Daher ist es auch kein Problem, wenn FHSS-Pakete in den Bereich des OFDM-Signals fallen. Zwar kann es hier zum Verlust des Paketes kommen, das nächste Paket wird aber auf einer völlig anderen Frequenzen übertragen und die Drohne bleibt so steuerbar.

FHSS ist dabei keine neue Technologie und Industriestandard für alle 2,4-GHz-Fernsteuerungssystem im Modellbaubereich. DJI kombiniert die Technik jedoch gekonnt mit seinem OFDM-Videoträgersignal.

OcuSync 2.0 vs. Lightbridge – Was sind die Unterschiede?

In Bezug auf die Implementierung des Funkprotokolls sind sich OcuSync und Lightbridge sehr ähnlich. OcuSync hat quasi alle Vorteile von Lightbridge übernommen.

Der größte Unterschied besteht in der verwendeten Hardware. Während DJI zu Zeiten von Lightbridge teuer herzustellende FPGAs (Field Programmable Gate Array) nutzen musst, – das sind speziell für einen Anwendungsfall designte Microcontroller – kann OcuSync auf Standardhardware zurückgreifen.

Für DJI bedeutet das: Das Potenzial von Lightbridge lässt sich nun mit herkömmlichen Komponenten umsetzen, die als Massenware frei auf dem Markt verfügbar sind. Damit wird OcuSync eher zu einem Softwarethema, während Lightbridge immer spezielle Hardware- und Software angewiesen ist.

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Für die Update-Fähigkeit von Lightbridge ist das eindeutig nachteilig, da der Softwareumfang im Verlauf der Zeit nur in sehr geringem Umfang an die stark individuelle Hardware angepasst werden kann. Hier ist OcuSync deutlich flexibler.

Wie hoch ist die Reichweite von OcuSync 2.0?

Die maximale Reichweite des OcuSync 2.0 Systems hängt immer von deinem Standort und der dort geltende Gesetzgebung ab. So haben Europa und die USA beispielsweise unterschiedliche Grenzwerte für die maximale Sendeleistung auf dem 2,4- und 5,8-GHz-Band vorgeschrieben.

Da dieser Wert in Europa (oft mit CE abgekürzt), deutlich niedriger ausfällt als beispielsweise in den USA (FCC), ist auch die maximale Reichweite von OcuSync 2.0 in Europa niedriger als in den Vereinigten Staaten von Amerika. Auch in China (SRRC) und Japan (MIC) gelten niedrigere maximal Sendeleistungen, als in den USA.

Die erlaubte Sendeleistungen unterscheiden sich dabei zwischen dem 2,4- und 5,8-GHz-Band von Land zu Land. Für die maximale Reichweite ist aufgrund der größeren Wellenlänge jedoch im Normalfall nur das 2,4-GHz-Band und die dort verfügbare Sendeleistung ausschlaggebend. Hier ergeben sich folgende Werte aus den gesetzlichen Bestimmungen:

Land / Region2,4 GHz Band5,8 GHz Band
Europa (CE)≤20 dBm (100 mW)≤14 dBm (25 mW)
USA (FCC)≤26 dBm (398 mW)≤26 dBm (398 mW)
China (SRRC)≤20 dBm (100 mW)≤26 dBm (398 mW)
Japan (MIC)≤20 dBm (100 mW)-

Exemplarisch an der Mavic 2 Serie äußern sich diese Leistungsunterschiede wie folgt in der maximalen Reichweite des Systems:

  • FCC: 8000 m 
  • CE: 5000 m 
  • SRRC: 5000 m
  • MIC: 5000 m

Wichtig ist dabei noch zu erwähnen, dass die passenden Leistungswerte von OcuSync 2.0 automatisch von der Drohne eingestellt werden, abhängig von dem per GPS ermittelten Standort. Darum brauchst du dich als Pilot also nicht zu kümmern.

Natürlich müssen die oben genannten Werte aus den technischen Daten von DJI mit Vorsicht genossen werden. Hierbei handelt es sich um die maximale Reichweite des Systems. Diese dürfte sich nur unter extrem freundlichen Bedingungen (freie Flächen, keine Hindernisse, keine Interferenzen) realisieren lassen.

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Welche Drohnen und Controller werden unterstützt?

Die Liste von OcuSync 2.0 kompatiblen Drohnen ist aktuell noch überschaubar. Wir haben euch alle OcuSync-fähigen Geräte von DJI in einer Tabelle zusammengefasst.

DrohneProtokollBandKompatibles Zubehör
Mavic ProOcuSync2,4 GHzDJI Goggles / DJI Goggles RE / Originale Fernsteuerung der Mavic Pro
Phantom 4 ProLightbridge2,4 GHz-
OcuSync Air SystemOcuSync Air 2,4 / 5,8 GHzDJI Goggles / DJI Goggles RE / Originale Fernsteuerung der Mavic Pro
Phantom 4 Pro V2.0OcuSync2,4 / 5,8 GHzDJI Goggles White Edition / DJI Goggles RE
Mavic 2 Pro / ZoomOcuSync 2.02,4 / 5,8 GHzDJI Goggles / DJI Goggles RE / Originale Fernsteuerung der Mavic Pro / Mavic 2 Pro Fernsteuerung / DJI Smart Controller

Damit einige dieser Kombinationen funktionieren, sind Softwareupdates nötig. Ein Sonderling ist vor allem die Phantom 4 Pro V2.0 Drohne. Sie nutzt eine spezielle Version des ursprünglichen OcuSync Systems, dass zwar mit zwei Bänden arbeitet, die aber manuell gewählt werden müssen.

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Ist OcuSync 2.0 zukunftssicher?

Aus rein technischer Sicht hat DJI mit OcuSync (2.0) ein System geschaffen, dass ohne Frage deutlich zukunftssicherer ist, als Lightbridge. Im Rahmen der technischen Möglichkeiten der verwendeten Funkmodule, lässt sich OcuSync 2.0 per Software erweitern und anpassen.

Die DJI Mavic 2 Pro arbeitet mit OcuSync 2.0
Die Mavic 2 Serie ist die erste Drohnenfamilie von DJI mit OcuSync 2.0 Support.

Der DJI Smart Controller, welcher vollständig auf dem OcuSync 2.0 Protokoll basiert, ist ein anderes Indiz dafür, dass DJI auch für zukünftige Modelle an OcuSync festhalten dürfte.

Es ist sehr unwahrscheinlich, dass die nächste Drohnengeneration nicht mit OcuSync 2.0 kompatibel sein wird. In diesem Fall würde DJI eine große Menge an Käufern des Smart Controllers verärgern, die sich die Fernsteuerung als zentrale Steuerplattform für mehrere (zukünftige) Drohnen zugelegt haben.

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Was ist mit der DJI Spark und der DJI Mavic Air?

Die einzigen aktuellen Drohnen von DJI ohne OcuSync-, OcuSync 2.0- oder Lightbridge-Verbindung sind die DJI Spark und die DJI Mavic Air Drohnen. Anstelle auf ein besonderes Protokoll zu setzen, verwendet DJI bei beiden Modellen ganz einfach eine WLAN-Verbindung.

Der Grund dafür ist zum einen natürlich eine Kostenfrage. Letztendlich ist das aber nur die halbe Wahrheit. Das OcuSync-System (genau so wie Lightbridge) erzeugen eine ganze Menge Abwärme, die abgeführt werden muss. Wer seine Mavic 2 Drohne einmal ein paar Minuten eingeschaltet stehen lässt, weiß wovon wir sprechen: Der interne Lüfter dreht ganz schnell voll auf.

Weder im Gehäuse der Mavic Air noch im Rumpf der Spark ist genug Platz vorhanden, um dieser Wärmequelle Herr zu werden. Zumindest zu der Zeit, als beide Drohnen konstruiert wurden und auf den Markt kamen. Die Limitierung auf WLAN ist daher letztendlich eine technische Hürde, die die Mavic Air und Spark aus dem OcuSync-Club ausschließt.

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DJI HDL für FPV-Anwendungen

Zwar hatte DJI mit OcuSync Air ein erstes System für FPV-Anwendungen mit geringer Latenz im Angebot, brauchbare Verzögerungen wurden aber nur bei 480p erreicht und selbst dann lag die Latenz noch bei 50 ms. Das ist für professionelle Racer deutlich zu viel.

Mit DJI HDL (DJI HD Low Latency FPV Transmission technology) hat DJI daher ein neues System auf den Markt gebracht, dass speziell an die Anforderungen von Drone Racing Piloten angepasst wurde.

DJI HDL überträgt 720p Video mit 120 fps bei einer Latenz von nur 28 ms. Die Übertragung geschieht dabei, wie auch bei OcuSync, vollständig digital. Das gilt auch für das Steuersignal, welches bei Verwendung des neuen FPV Controllers als Closed Loop System mit einer Latenz von 7 ms übertragen wird.

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Schlusswort

Wir hoffen, dir hat unser umfassender Überblick zum DJI OcuSync 2.0 Funkprotokoll gefallen und du bist nun ein wenig schlauer, was es mit all den verschiedenen OcuSync-Version auf sich hat.

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Nils Waldmann

Nils Waldmann

Hi, ich bin Nils! Ich bin leidenschaftlicher Modellbauer, Hobby-Fotograf, Akku-Liebhaber und RC-Pilot. Ich berichte hier über die neusten Entwicklungen in der Drohnen-Branche und kümmere mich um detaillierte Anleitungen, Guides und Testberichte.

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