Китайские исследователи достигли значительного прогресса в области подводной акустической связи, успешно передав данные без ошибок на расстояние 600 километров (375 миль) в океане. Результаты эксперимента, опубликованные в ведущем акустическом журнале Китая Acta Acustica, открывают новые возможности для дальней связи под водой — технологии, которая может найти применение как в гражданской, так и в военной сфере.
Для сравнения: в 2010 году ВМС США смогли передать сигнал на 550 км (342 мили), а киты обмениваются низкочастотными звуками на расстояниях свыше 8000 км. Достижение Китая примерно соответствует дистанции между Тайбэем и американской военной базой на Окинаве.
Как это работает?
Подводная связь сталкивается с рядом сложностей:
- Рассеивание звука — морская вода искажает сигнал, создавая эхо.
- Эффект Доплера — движение источника или приёмника меняет частоту сигнала.
- Фоновый шум — природные и техногенные звуки могут заглушить передачу.
Команда из Северо-Западного политехнического университета (КНР) разработала самонастраивающуюся систему, способную выделять полезные сигналы в шуме без предварительного изучения рельефа дна.
Кроме того, учёные создали алгоритм, преобразующий нестабильный акустический канал в «квазистатические» снимки, что позволяет исправлять ошибки — подобно тому, как несколько кадров размытого фото можно объединить в чёткое изображение.
Зачем это нужно?
- Военные применения — точная активация подводных дронов, координация операций.
- Гражданские технологии — мониторинг океана, связь с глубоководными аппаратами.
Однако технология пока требует огромных вычислительных мощностей (терафлопсные вычисления для одной передачи), что делает её непригодной для малых дронов. Также её надёжность может снижаться из-за резких изменений среды, например, во время шторма.
Испытания в глубоком море
В 2021 году китайские исследователи провели успешные испытания на глубине 5,5 км, добившись передачи без ошибок на 600 км. Система использовала гидрофонную решётку из восьми элементов и сигналы QPSK, достигнув скорости 37,5 бит/с.
Звуковой источник мощностью 176 децибел работал в сверхнизкочастотном диапазоне, что обеспечило минимальное затухание сигнала на больших расстояниях.
