Лента TH Новости Глобальные вызовы


Ученые нашли способ упаковать больше данных в одиночный акустический луч для подводной связи

∴ 122

Новая стратегия отправки акустических волн через воду может потенциально открыть мир высокоскоростных коммуникаций под водой. Сфера применения широка, начиная от связи при одиночном подводном плавании и заканчивая дистанционным мониторингом океана и глубоководными исследованиями.

555

Используя динамическое вращение и вращающие моменты, возникающее при движении акустических волн, исследователи из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли из Лаборатории Беркли (Berkeley Lab) смогли упаковать больше каналов на одной частоте, эффективно увеличив количество информации, которую можно передать.

Ученые продемонстрировали это путем кодирования в двоичной системе букв, которые составляют слово «Беркли», и передаче информации по акустическому сигналу, который обычно носит меньше данных.

Это сопоставимо с переходом от однополосной дорожной дороги к многополосной магистрали. Эта работа обладает огромным потенциалом в высокоскоростных акустических коммуникациях.Корреспондент агентства Сян Чжан, старший научный сотрудник факультета материаловедения Лаборатории Беркли и профессор Калифорнийского университета в Беркли.

В то время как подводная активность человека увеличивается, способность общаться под водой становится все более востребованной. Однако, ее возможности в значительной степени ограничиваются физикой. Микроволны быстро поглощаются водой, поэтому сигналы не могут уйти далеко. Оптическая связь не лучше, поскольку свет рассеивается подводными микрочастицами при движении на большие расстояния.

Экспериментальная установка, расположенная в Berkeley Lab, кардинально меняет ситуацию. Она состоит из цифровой схемы управления с массивом из 64 преобразователей, вместе создающих винтовые волновые фронты для формирования разных каналов. Сигналы посылались одновременно через независимые каналы. Они использовали частоту 16 килогерц, которая находится в диапазоне, который в настоящее время используется в гидролокаторе. Приемная матрица с 32 датчиками измеряла акустические волны, а алгоритмы использовались для декодирования различных шаблонов.

По мере распространения звука, акустический волновой фронт образует спиральный рисунок или вихревой пучок. Орбитальный момент этой волны обеспечивает пространственную степень свободы и независимые каналы, на которых исследователи могут кодировать данные.

Пока что ученые использовали 8 каналов, тем самым передавая 8 бит там, где раньше передавали только 1. Но, по словам ученых, это не предел.

Расширение возможностей подводных коммуникаций может открыть новые возможности для изучения океанов, говорят исследователи.

Филипп Дончев