Воспоминание происходит из-за скорости сегодняшних подводных коммуникационных сетей, сравнимой с медленными модемами коммутируемого доступа времен расцвета America Online. Недостаток затрудняет поисково-спасательные работы, обнаружение цунами и другие работы.Но это меняется отчасти благодаря инженерам из Университета Буффало, которые разрабатывают аппаратные и программные средства, чтобы помочь подводной электросвязи догнать ее беспроводную аналогу.Их работа, включая текущее сотрудничество с Северо-Восточным университетом, описана в исследовании «Программно-определяемые подводные акустические сети: к высокоскоростному реконфигурируемому модему в реальном времени», опубликованном в ноябре в журнале IEEE Communications.
«Замечательные инновации и рост, которые мы наблюдаем в наземной беспроводной связи, еще не произошли в сетях подводного зондирования, но мы начинаем это менять», — говорит Димитрис Падос, доктор философии, профессор электротехники Клиффорда К. Фурнаса в Школа инженерных и прикладных наук UB, соавтор исследования.Объем данных, который может быть надежно передан под водой, намного меньше по сравнению с наземными беспроводными сетями.
Это связано с тем, что наземные сети полагаются на радиоволны, которые хорошо работают в воздухе, но не так много под водой.В результате звуковые волны (такие как шум дельфинов и китов) — лучшая альтернатива для подводного общения.
Проблема в том, что звуковые волны сталкиваются с такими препятствиями, как потеря пути, задержка и доплеровский сдвиг, которые ограничивают их способность передавать. Подводной коммуникации также мешает архитектура этих систем, которые не имеют стандартизации, часто являются проприетарными и не энергоэффективными. Падос и группа исследователей из UB разрабатывают аппаратное и программное обеспечение — от модемов, работающих под водой, до протоколов с открытой архитектурой — для решения этих проблем. Особый интерес представляет объединение относительно новой коммуникационной платформы, программно-конфигурируемого радио, с подводными акустическими модемами.
Традиционные радиостанции, такие как передатчик AM / FM, работают в ограниченной полосе пропускания (в данном случае AM и FM). Единственный способ уловить дополнительные сигналы, такие как звуковые волны, — это разобрать радиоприемник и перемонтировать его.
Программно-определяемая радиосвязь делает этот шаг ненужным. Вместо этого радио может с помощью компьютера переключаться между различными частотами электромагнитного спектра.
Другими словами, это «умное» радио.Применение программно-определяемого радио к акустическим модемам может значительно улучшить скорость передачи данных под водой. Например, в экспериментах прошлой осенью на озере Эри, к югу от Буффало, штат Нью-Йорк, аспиранты из UB доказали, что программно-определяемые акустические модемы могут повысить скорость передачи данных в 10 раз по сравнению с сегодняшними коммерческими подводными модемами.
Потенциальные применения такой технологии включают:Мониторинг загрязнения.
Военная и правоохранительная работа; например, контрабандисты наркотиков используют импровизированные подводные лодки для подпольной переправки наркотиков на большие расстояния под водой. Улучшенная, более надежная сеть подводных датчиков может помочь обнаружить эти суда.
Индустрия подводного плавания; портативные рации для связи между водолазами существуют, но их полезность ограничена расстоянием, четкостью и другими проблемами.Энергетика; улучшенная сеть может упростить поиск нефти и природного газа.