前沿
美国林肯实验室推进水下光通信技术发展
理群

2018-08-02 | 前沿

【据美国麻省理工学院林肯实验室网站2018年8月1日报道】美国麻省理工学院林肯实验室的研究人员正在测试应用窄光束激光技术改进潜航器之间的通信。五年前,美国NASA和林肯实验室在月球激光通信演示(LLCD)项目中,使用脉冲激光束从环绕月球轨道的卫星向地球传输数据, 传输距离超过384000千米,速率达到每秒622兆bit。林肯实验室的研究人员目前正在尝试将LLCD项目中的激光束技术应用于水下通信。

在海水中,严重的吸收和散射效应使激光束的传播受阻,限制了其传输距离和数据信号速率。为解决这一问题,林肯实验室正在开发窄波束光通信技术,使潜航器发射的通信光束精确指向另一台潜航器的接收终端。研究人员还实现了一种获取扫描功能,用于在不确定区域快速移动波束,使得接收端能够检测到波束并主动锁定,使其与Lasercom终端对准。使用该方法,两个在水下独立航行的潜航器间可以相互定位、跟踪,并有效地建立窄光束链路。一旦两个 Lasercom 终端彼此锁定并且开始通信,可以通过在通信波形中的宽带信号特性来精确测定两个潜航器之间的相对位置,其精度可在几厘米之内。

研究人员在游泳池中对该技术进行了试验验证,结果显示,两个移动的潜航器模型间可以在1秒内相互搜索和定位,完成精确波束指向和快速获取,链路建立后,一次会话中可传输数百Gb的数据,传输距离在浊水中可达数十米,在清澈海水中可达数百米。

研究团队今年将向美国海军展示这种水下通信能力,包括:海洋环境下潜航器之间的水下通信以及水面和潜航器间的通信。研究人员认为这种高速、可靠的通信技术比目前的其他现代水下通信方法有效10000倍,有望完全改变潜航器的使用模式。

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