Системы подводной связи с рекордной информационной емкостью создают в СевГУ

Ученые Севастопольского государственного университета доказали большую пропускную способность и высокую надежность магнитной связи под водой, а уже в 2024 году представят опытный образец аппарата.


«Есть несколько способов для обеспечения связи под водой. Акустический, известный уже около века — он имеет серьезные ограничения, но эффективно используется для подводных лодок. Оптический дает хорошие скорости передачи данных, но на очень коротком расстоянии, а главное — для установления связи нужна прямая видимость между устройствами связи, и шторм или взвесь могут помешать этому. Третий известный вид связи обеспечивает хорошую дальность — использование сверхдлинных волн для передачи телеграмм на подлодки в любую точку земного шара, но информационная емкость сообщений почти нулевая», — рассказал профессор кафедры «Электронная техника» Игорь Широков.

Чтобы обеспечить стабильную и высокоскоростную связь, ученые предложили опробовать электромагнитную связь. Сейчас это один из основных способов передачи сигнала на суше. Связь устанавливают распространением магнитных и электрических волн попеременно, поэтому как подводная она не рассматривается: первое, переменное магнитное, поле проходит сквозь водную среду, а электрическое очень быстро затухает.

«Но перед нами и не стоит задача передать сообщение на другой край Земли. Нам нужно разработать эффективную технологию для работы на коротких расстояниях — не более 100 м. Около 20 лет назад я разработал систему для поиска шахтером под завалами, и тогда магнитная связь позволила точно установить местоположение человека через 40 м породы и бетона. Когда СевГУ в рамках программы „Приоритет 2030“ приступил к разработке безэкипажных судов, мы решили попробовать адаптировать технологию для моря», — пояснил ученый.

Исследователи предложили использовать только первую — магнитную волну, продуцируемую устройством-передатчиком. На первом этапе для испытаний они адаптировали приборы, обеспечивающие электромагнитную связь в атмосфере — они разработаны еще в прошлом веке. Результаты и в опытовом бассейне СевГУ, и в одной из бухт Севастополя обрадовали ученых.

«Мы получили очень обнадеживающие результаты. Переменное магнитное поле позволяет на небольших расстояниях получить такую скорость связи, что можно передавать видеофайлы — ни одна беспроводная связь под водой не позволяет это сделать. При этом ни уровень прозрачности воды, ни волнение, ни местоположение приемника и передатчика относительно друг друга решающей роли не играют. Для поточного видео нужна скорость порядка 1 мегабита, а акустическая связь — это килобиты, то есть, в 1000 раз меньше. Теоретически мы можем получить и 2 мегабита, и даже больше», — отметил Игорь Широков.

Мультимодульное устройство, куда будут установлены магнитный и акустический передатчики, позволит не только обеспечить надежную связь, но и определять местоположение аппаратов относительно оператора. А так как он будет находиться на поверхности, то сможет привязать объекты к системе навигации.

Разработчик добавил, что у устройств магнитной связи очень большой потенциал. В частности, она позволит обеспечивать причаливание безэкипажных судов.

Чтобы справиться со швартовкой, двум компьютерам необходимо очень быстро согласовывать корректировки в движении судна, а это требует высокой скорости связи.
Но кроме того, магнитная связь может обеспечить работу автономных устройств, которые будут обследовать дно порта или трубопроводы, опоры мостов или днища кораблей, использоваться в гидрографии или подводной археологии.

«Такие передатчики позволят при небольших энергетических затратах быстро передавать большие объемы информации. Например, автономный необитаемый подводный аппарат (а они могут быть разные — от маленьких, как квадрокоптер, до больших промышленных) сможет, выполнив задачу, подойти к шлюзу, выгрузить информацию, тут же получить новые вводные и даже подзарядиться от того же переменного магнитного поля», — резюмировал профессор.

Разработка ведется по программе стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».