闻所未闻的水下：秘密通讯
在Nekton First Descent任务期间，Sonarydne的BlueComm降落伞在Aldabra的水中。照片：Nekton牛津深海研究所
Sonarydne的BlueComm单位之一附属于Nekton任务潜水器之一。照片：Nekton牛津深海研究所
一架L3ASV C-Worker无人驾驶水面舰艇和国家海洋学中心的ALR在最近的试验中共同展示了声学和光学通信。照片：Sonardyne
来自Sky News的Anna Botting在电视直播时使用BlueComm 200 UV在海底进行无线通信。图片仍然来自Sky News直播。照片：Sonardyne
在Nekton任务期间，两艘载人潜水器配备了BlueComms，将现场视频传输到地面，然后传输给全球观众。图片仍然来自Sky News直播。照片：Sonardyne
有助于在海洋探索广播中创造世界第一的技术也可以为国防领域的秘密行动提供答案，而这些领域的通信需要闻所未闻。
传统上，无线海底通信使用声学信号。声音是实用的，因为它比电磁波在水中传播更远。使用声音，信息可以在很多公里内共享。不幸的是，听到这些声音并使用无源传感器瞄准声源也相对容易;包括超出信号有效的实际范围时。多年来，我们开发了一项新技术，利用自由空间光学系统调制信号，可以在长达150米的距离内实现高达10Mbps的显着数据速率。由于有效通信范围较短，有效检测率也较短 - 收听并不容易。
声学通讯
在水下无线通信时，声学的使用很普遍，并且可能仍然存在。声音如何在水中传播的物理学很好理解。与通信和跟踪其他声学信标的仪器是常见的。事实上，低频和中频声学系统可用于在很大范围内有效地进行海底通信。 Sonardyne最近在11公里范围内展示了高达3000bps的数据速率。然而，使声音成为通过水传输数据的有效手段的相同原因也使其易受干扰和检测。通过简单地同时以相同的频率发送其他声音信号，可以干扰声音信号。只需增加干扰幅度，接收器就很难确定感兴趣的信号。针对声音源是简单的三角法。收听消息并不是那么简单，因为需要理解数据调制和压缩的方式。尽管如此，声音的使用可能会使用户处于妥协的位置。结果是，当隐蔽性是海底任务的主要要求时，通信不是一种选择。
Sonarydne的BlueComm单位之一附属于Nekton任务潜水器之一。照片：Nekton牛津深海研究所
自由空间光学调制解调器
电磁波在海底并不成功，因为它们迅速衰减，相对而言，它们的有效通信范围非常短。随着新的自由空间光调制解调器推动范围以及可以进一步传输多少数据，这种情况一直在变化。
Sonardyne的BlueComm 200就是一个很好的例子。它使用可见的蓝光，因为在该波长（450nm）下，光通过水传播最远。大多数蓝光可以行进150米，并且在太阳光区域以外，甚至可以探测到太阳发出的少量蓝光，甚至深达300到甚至1000米的深度也是不常见的！使用蓝光，我们可以传输比使用声学更多的数据。 BlueComm 200可以维持高达10Mpbs的数据速率。这足以实时传输高清视频。 BlueComm 200调制解调器对支持深水驻留海底自主水下航行（AUV）计划非常感兴趣 - 我们可以在最大范围150米的半球形周围操纵AUV！这是一个很大的距离。
在浅水区，它们的使用受到阳光干扰的限制（我们已经看到它可以降到甚至1000米的深度）。来自其他光源的干扰限制了调制解调器的有效范围。自由空间光学调制解调器也不是隐蔽的，它们在可见光谱中工作，因此肉眼可见。
紫外线
我们首先着手解决干扰的挑战。如果我们要在可见光谱之外操作，为了避免人造光的干扰，哪种波长是最佳选择？ 405nm的中心波长是包含紫外线（UV）和一些可见紫光的良好折衷，BlueComm 200 UV诞生了。我们必须做出的让步是范围。它已经有效地减半，达到75米。作为交换，我们获得了两个好处首先，我们不会遭受人造光污染。这意味着我们可以在拍摄视频时或在其他光源存在的情况下同时操作。其次，我们可以在靠近地面的地方操作，减少太阳光的干扰。这是因为太阳发出的紫外线在通过水时不如蓝光那么有效。同时，我们保持了高达10Mpbs的更新率。而且，当您退后一步时，几乎类似于半球的形状，最大范围为75米，您可以在其中操作并维持高达10Mbps的尺寸，并且能够支持大量操作概念。其中之一是秘密通信。
BlueComm 200 UV可用于支持沿海床相关前哨的隐蔽AUV通信。照片：Sonardyne Covert通讯
由于BlueComm 200紫外线可以传播达75米，这意味着，当在低于75米的深度下操作时，我们可以与任何观察海面的人进行交流并保持看不见。事实上，对于第一个距离我们的BlueComm 200 UV在75米范围内的人来说，他们极有可能会采取智能行动，即有人只会在范围内，因为它知道在哪里可以找到我们第一名。即使在靠近水面的地方操作，从空间看，BlueComm 200 UV的有限范围也非常像大海捞针。这意味着我们现在可以在海底进行沟通并保持隐蔽性。这对于新一代潜艇艇员和新型无人水下航行器（UUV）概念来说是个好消息。
无人驾驶车辆作为潜艇的力量倍增器并不是一个新想法。 1997年，国家研究委员会发表了第6卷“美国海军和海军陆战队技术，2000-2035”。在本文档中，作者详细介绍了如何使用AUV / UUV系统来支持操作，并引用安全通信链接作为实现这一愿景的要求。 BlueComm 200 UV可以安全，隐蔽地提供此链接。
借助BlueComm 200 UV，超大型无人水下航行器（XLUUV）平台将能够在其他车辆或与阻塞点的地面站进行操作和通信，有助于监控，检测和防止外国代理人的入侵，同时保持隐蔽状态。
实际例子
这不仅仅是关于隐蔽性的，最近我们完全相反。该技术已在该领域，用于实现世界第一。与Nekton基金会合作：美联社和天空新闻实现了从无人驾驶潜水器到船只的直播传输，然后使用我们的免费空间光学调制解调器到达数百万家庭。 Nekton基金会的成立是为了帮助改变我们对世界海洋的认识和理解，并加快对最后这片荒野 - 深海的保护和治理。他们的第一个下降计划涉及在印度洋使用两个载人潜水器进行的一系列探险，以帮助探索和保护我们受保护最少的空间之一。
Saab Seaeye Sabertooth使用BlueComm自由空间光学调制解调器进行无线通信。
照片：Sonardyne
在这项任务中，他们在一个潜水器上安装了一个降压器（一个水面接收器，一个水面接收器），另一个是BlueComm 200，它使用原型绿光波长，以保持足够的分离。限制每个单元和压降器之间干扰的波长。压下器被淹没到90米的深度，并用于使用BlueComms与两个载人潜水器进行无线通信。通过这种安排，天空新闻节目主持人Anna Botting能够使用高清视频在其中一个载人潜水器内拍摄自己，并将这些数据实时传输到全球数百万家庭，几乎没有太阳干扰。支持秘密行动的构建模块已经准备就绪并得到证实。
关于作者
作者：Ioseba（Joe）Tena。
Ioseba（Joe）Tena是水下定位，导航和通信技术公司Sonardyne的国防和机器人全球业务经理。
