MIT利用太空激光通信系统打造更快、更精确的水下通信系统

据外媒报道,深空探测和水下探测有什么共同点呢?--实际上相当多。于2013年投入使用的月球激光通信演示(LLCD)系统现在在经过MIT的林肯实验室的改造后能够进入水下研究领域。海洋是地球上最后的伟大疆域之一,然而在许多方面人们甚至还停留在非常浅显的研究阶段。

通信就是其中一个例子,与潜水器和无人潜水器保持通信意味着要么使用绳索、要么使用机械设备、要么使用短程光学系统。然而问题是水会对电磁通信造成使用局限。比如潜水艇只有在浮到水面并升起无线电天线或拖着一长串传感器阵列之后才能接受极低频的无线电信号,而这些信号的传输速率非常低。

某些方面,在水下建立一套可靠的高速数据链路类似于在数亿英里的距离内通过深空探测器进行高速通信。于是林肯实验室的科学家们想到了开发一套适用于水下的窄束激光系统。

MIT指出,在水下,激光通信算不上完美,因为即便是最清澈的水也会吸收和散射激光。再加上其他浮游生物和悬浮碎片,问题就变得更加严重了。目前的光学与激光通信系统能够利用广角波束来管理链路,但只能在短范围内进行并且数据交换律也很小。而科研人员需要的是一种能够比现有一系统高出一万倍的速度连接两台设备的装置,它必须是一个不依赖GPS来确定接收器位置的系统。

研究小组成员Thomas Howe表示,潜水器依靠大型、昂贵的惯性导航系统来计算位置,然而位置计算对噪音很敏感,当一潜水器在水下停留很长一段时间那么它可能会很快形成数百米的误差。

而MIT的系统依靠的则是扫描,其利用狭窄的光束寻找并获取水下目标。一旦获得目标之后,系统就会锁定,然后两个潜水器之间可以以很高的精准度进行定位、追踪和收发。

目前,这套系统已经在马萨诸塞州列克星敦市的波士顿体育俱乐部游泳池的可控和良性环境下使用。在那里,两个潜水器能够在一秒不到的时间内定位并锁定在一起,其中产生的链接可以处理数百千兆字节。

MIT称,他们接下来将要向美国海军展示这套系统的潜力并在水面舰船和水下目标之间展开连接测试。他们希望未来某一天能用上这种集成蓝绿色光电技术、氮化镓激光阵列和硅盖格尔雪崩光电二极管阵列技术并最终在清澈的海水中实现每秒兆位到千兆位的传输速度和数百米的运行距离。

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责任编辑:陈龙
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