Apakah suara cara terbaik untuk mengirimkan sinyal di bawah air?


8

Bisakah suara digunakan dalam mentransmisikan gelombang suara di bawah air secara digital? Bisakah suara dikonversi oleh repeater untuk transit oleh gelombang radio? Apa cara lain agar suatu sinyal dapat ditransmisikan selain suara dari jarak jauh di bawah air?

/space/32421/how-would-a-transmission-be-relayed-through-bottom-of-europa-ocean-to-earth


1
Ini mungkin lebih cocok untuk electronics.stackexchange.com , fyi
Robert L.

1
cara untuk melakukannya adalah menandai pos Anda sebagai membutuhkan perhatian moderator
Robert L.

Migrasi gagal karena Muze saat ini ditangguhkan dari situs Electronics SE. Buka kembali di sini.
Peter K.

3
Apakah Anda peduli dengan kehidupan laut? Kumpulan jawaban yang akan Anda dapatkan jika Anda melakukannya akan berbeda dengan jika tidak.
UKMonkey

1
Cahaya tampak (terutama biru tetapi juga hijau) juga dapat digunakan: kertas contoh
Chris H

Jawaban:


9

Ya, itu disebut komunikasi akustik. Berikut adalah contoh kertas yang menggunakan multiplexing pembagian frekuensi (OFDM) orthogonal dalam saluran akustik bawah air.

EDIT:

Perhatikan bahwa Anda tidak akan menyebutnya SONAR lagi karena SONAR adalah singkatan dari SO und N avigation A nd R anging, sedangkan ini adalah sistem komunikasi, sama seperti Anda tidak akan menyebut ponsel Anda radar.

EDIT 2:

Ya, sinyal dapat dikonversi menjadi sinyal radio di pengulang. Repeater idealnya akan mengambang di permukaan dan memiliki transduser (yang pada dasarnya adalah mikrofon atau array mikrofon) di sisi bawah air untuk menerima gelombang suara. Transduser mengubah gelombang suara menjadi sinyal listrik, yang dapat disaring dan / atau diperkuat, dan kemudian dikirim ke antena untuk transmisi radio. Antena mungkin perlu berada di atas air karena gelombang radio tidak merambat sangat jauh melalui air.


Terima kasih jika Ok saya dapat menambahkan ilustrasi ini?
Muze Troll yang bagus.

@Muze apakah Anda berbicara tentang mengambil angka dari kertas? Jika demikian, Anda memerlukan izin hak cipta dari IEEE
Robert L.

3
@Muze buka saja scholar.google.com dan cari "komunikasi akustik bawah air". Anda akan menemukan banyak makalah tentang masalah ini
Robert L.

Ada komentar tentang bagaimana cahaya bisa digunakan tetapi saya tidak yakin apakah itu cara terbaik menggunakan cahaya biru.
Muze Troll yang bagus.

9

untuk pilih-pilih, RF sangat dilemahkan adalah air garam.

Air tawar jauh lebih lemah. Selama WW2 kapal selam yang tenggelam dapat menggunakan radio mereka di Danau Michigan.

Komunikasi RF frekuensi sangat rendah dimungkinkan dalam air garam. Kecepatan bit sangat rendah.

Kabel serat optik juga berfungsi dengan baik.

Akustik juga cenderung dilemahkan.


6

Ya, sebenarnya gelombang suara lebih baik daripada sinyal RF di bawah air, karena persyaratan frekuensi rendah. Kami tidak menyembunyikan gelombang suara ke sinyal radio. Transceiver dalam hal ini disebut transduser.

EDIT: Pada dasarnya Anda memiliki tiga pilihan untuk komunikasi nirkabel di bawah air: sinyal RF, sinyal akustik, dan sinyal optik. Sinyal RF menderita kehilangan jalur yang besar, dan jangkauan transmisi dalam meter. Sinyal optik menderita hamburan. Sinyal akustik menderita dari kecepatan propagasi rendah (~ 1500 m / s), tetapi jangkauan transmisi lebih baik daripada sinyal RF. Selain itu, Anda tidak perlu antena besar ketika mengirimkan sinyal akustik frekuensi rendah, yang merupakan kasus untuk sinyal RF. Bandwidth dapat ditingkatkan dengan menggunakan sistem bantuan relay.

Setelah pencarian cepat, tampaknya sonobuoy tampaknya memiliki antena yang disimpan di atas permukaan untuk berkomunikasi dengan pesawat terbang atau kapal. Ini bukan komunikasi nirkabel bawah laut. Tujuan dari sistem akustik bawah air adalah untuk bertukar informasi "secara nirkabel" antara node di bawah air, dan kemudian dengan simpul pusat di permukaan yang menggunakan sinyal RF untuk berkomunikasi dengan pusat untuk analisis / keputusan lebih lanjut.


tetapi apakah metode terbaik?
Muze Troll yang bagus.

Ya, karena sinyal RF memiliki kehilangan jalur yang tinggi di bawah air, dan sinyal frekuensi rendah berarti antena yang sangat besar, yang membutuhkan lebih banyak ruang dan lebih banyak daya.
BlackMath

1
@Muze Pada dasarnya Anda memiliki tiga opsi di bawah air: sinyal RF, sinyal akustik, dan sinyal optik. Sinyal RF menderita kehilangan jalur yang besar, dan jangkauan transmisi dalam meter. Sinyal optik menderita hamburan. Sinyal akustik menderita dari kecepatan propagasi rendah (~ 1500 m / s), tetapi jangkauan transmisi lebih baik daripada sinyal RF. Selain itu, Anda tidak perlu antena besar ketika mengirimkan sinyal akustik frekuensi rendah, yang merupakan kasus untuk sinyal RF. Bandwidth dapat ditingkatkan dengan menggunakan sistem bantuan relay.
BlackMath

1
sonobuoys mengkonversi suara ke rf.

1
Saya tentu tidak menyarankan bahwa - maksud saya adalah untuk menunjukkan bahwa itu tidak dapat dilakukan di bawah air secara khusus (jika panjang gelombang adalah satu-satunya masalah dan bukan faktor kehilangan terlepas dari panjang gelombang maka kita bisa melakukan itu seperti yang kita lakukan di udara.
Dan Boschen

5

Anda memiliki 3 cara berkomunikasi di bawah air

1) Akustik: Sarana komunikasi paling populer. Memiliki latensi tinggi tetapi jangkauan yang baik

2) RF frekuensi rendah. Untuk meningkatkan jangkauan Anda harus menurunkan frekuensi, yang berarti bandwidth kecil, sehingga Anda tidak dapat mengirimkan banyak informasi.

3) Optik: Latensi rendah + Bandwidth tinggi tetapi jangkauan terbatas hingga kurang dari ~ 100 meter


Optik Anda benar-benar salah. Kabel serat optik adalah goto untuk komunikasi melintasi Atlantik; dan walaupun mereka memiliki repeater, jangkauannya cukup banyak lebih dari 100m.
UKMonkey

2
@UKMonkey ini adalah metode yang menggunakan air sebagai media transmisi, saya berasumsi OP tertarik pada komunikasi bawah air nirkabel
Spatula

5

Cara terbaik untuk komunikasi bawah air adalah menjadi komunikasi akustik di mana gelombang suara digunakan. Terkadang, cahaya tampak digunakan seperti merah dan hijau, tetapi dalam semua kasus, komunikasi akustik lebih umum dan digunakan.

Komunikasi akustik bawah air dianggap sebagai salah satu jenis jaringan nirkabel. tapi ini lebih rumit, saya bisa mengatakan lingkungan yang paling sulit untuk dihadapi.

Saluran tidak boleh invarian waktu. Namun, dalam simulasi, kita dapat menganggapnya sebagai waktu-invarian, sedikit pada kenyataannya tidak. Itu dianggap sebagai saluran selektif ganda. Itu membuat saluran sangat sulit untuk memperkirakan dan menyamakan.

Bandwidth dalam komunikasi akustik bawah air sangat terbatas, itu masalah lain di lingkungan itu.

Dalam kebanyakan kasus, tidak ada LOS, itu lingkungan yang sangat multi-path, dan jalur saling mengganggu. Saat ini, OFDM adalah salah satu solusi utama untuk itu, tetapi karena penundaan yang lama, OFDM membutuhkan CP yang lebih lama, yang akan membuat laju data juga terbatas! .. pada saat yang sama, saluran varian waktu diperlukan pilot untuk estimasi saluran yang akan membuat laju data benar-benar terbatas juga. (Untuk menggeneralisasi, interval penjaga harus panjang untuk menghindari gangguan simbol Inter)

Daerah itu, sangat umum untuk pencarian dan pengembangan karena masih memiliki banyak masalah

Semoga berhasil


2

Ini sangat umum dalam robotika akuatik. Ada beberapa kegunaan untuk komunikasi akustik bawah air seperti transfer data, pelokalan ke kapal permukaan, kontrol misi dll.


2

Dari sudut pandang pemindahan data, ya; Sinyal RF tidak tahan lama di air garam, sedangkan suara jauh lebih baik.

Tapi ...

Jika Anda berencana untuk mencoba ini di Bumi, ketahuilah bahwa polusi suara laut adalah masalah , dan jika Anda perlu berkomunikasi jarak jauh Anda harus mengeluarkan suara keras. Pertimbangkan untuk menggunakan RF terlebih dahulu; Anda akan mendapatkan bit-rate rendah, tetapi mungkin cara yang lebih baik untuk mentransfer sinyal jika band akustik sudah digunakan oleh biota laut.


1

Di masa lalu dan sampai sekarang bahkan ada telepon analog bawah laut analog yang menggunakan gelombang suara bawah air akustik. Digunakan oleh kapal selam untuk komunikasi karena komunikasi radio tidak dimungkinkan karena atenuasi yang tinggi di bawah air.

Saat ini, sebenarnya ada standar untuk akustik bawah air digital yang disebut JANUS.

Dengan menggunakan situs kami, Anda mengakui telah membaca dan memahami Kebijakan Cookie dan Kebijakan Privasi kami.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.