Belaidis ryšys iš vandens į orą

Povandeninio laivo, perduodančio bangas į vandenyno paviršių, iliustracija. Virš galvų skrenda reaktyvinis lėktuvas. Džordžas Vylesolis

MIT Media Lab tyrėjai žengė žingsnį link ilgalaikio belaidžio ryšio iššūkio sprendimo: tiesioginio duomenų perdavimo tarp povandeninių ir ore esančių įrenginių.

Šiandien povandeniniai jutikliai negali dalytis duomenimis su antžeminiais jutikliais, nes abu naudoja belaidžius signalus, kurie veikia tik atitinkamose laikmenose. Oru sklindantys radijo signalai greitai miršta vandenyje; povandeninių prietaisų siunčiami akustiniai signalai arba sonaras dažniausiai atsispindi nuo paviršiaus neprasiverždami. Plūdurai buvo sukurti sonaro bangoms paimti, duomenims apdoroti ir radijo signalams skleisti į ore esančius imtuvus. Tačiau jie gali nutolti ir pasiklysti, o jų reikia daug, kad būtų padengti dideli plotai.

Docentas Fadelis Adibas ir jo absolventas Francesco Tonolini sprendžia šią problemą naudodami tiesioginio povandeninio perdavimo sistemą, vadinamą transliaciniu akustiniu-RF ryšiu (TARF). Bandymas kirsti oro ir vandens ribą naudojant belaidžius signalus buvo kliūtis. Mūsų idėja yra paversti pačią kliūtį terpe, per kurią galima bendrauti, sako Adibas.

Sistemoje standartinis akustinis garsiakalbis perduoda sonaro signalus į vandens paviršių, kuris sklinda kaip skirtingo dažnio slėgio bangos, atitinkančios skirtingus duomenų bitus. Norėdami išsiųsti a 0 , siųstuvas gali siųsti, tarkime, bangą, sklindančią 100 hercų dažniu; dėl vienas , jis gali perduoti 200 Hz bangą. Kai signalas pasiekia paviršių, vandenyje atsiranda nedideli raibuliukai, tik kelių mikrometrų aukščio, atitinkantys tuos dažnius.

Virš siųstuvo ore įrengtas itin aukšto dažnio radaras, apdorojantis signalus belaidžio perdavimo milimetrinių bangų spektre, nuo 30 iki 300 gigahercų. Radaras, kuris atrodo kaip kūgių pora, siunčia radijo signalą, kuris atsispindi nuo vibruojančio paviršiaus ir grįžta atgal šiek tiek moduliuotu kampu, atitinkančiu siunčiamus duomenis. Vibracija vandens paviršiuje, reiškianti a 0 bitas, pavyzdžiui, sukels atspindėto signalo kampo vibraciją 100 Hz dažniu. Tada tas bitas iššifruojamas.

Tyrėjai išbandė TARF MIT baseinuose, plaukikams trikdant aplinkinį vandenį. Siųstuvas buvo panardintas iki 3,5 metro žemiau paviršiaus, o imtuvas buvo pastatytas iki 30 centimetrų aukščiau. TARF tiksliai iššifravo pranešimus, pvz., Sveiki! iš povandeninio – šimtais bitų per sekundę, panašiai kaip standartinės povandeninio ryšio duomenų perdavimo spartos. Šių metų Sigcomm konferencijoje buvo pristatytas pranešimas, aprašantis sistemą ir rezultatus.

Sistema gali atverti naujas vandens ir oro ryšio galimybes, sako Adibas. Kariniai povandeniniai laivai galėtų susisiekti su lėktuvais neiškildami į paviršių ir nepažeisdami jų buvimo vietos. Povandeniniams dronams, stebintiems jūrų gyvybę, nereikėtų nuolat kilti į paviršių po giluminio nardymo, kad galėtų siųsti duomenis tyrėjams, o tai yra neefektyvu ir brangu. Sistema taip pat galėtų padėti surasti po vandeniu pasiklydusius lėktuvus. Adibas sako, kad akustinius perduodančius švyturius būtų galima įdiegti, tarkime, lėktuvo juodojoje dėžėje. Tada jie galėtų periodiškai siųsti signalus, kad paieškos plokštumos galėtų iššifruoti.

paslėpti