Laser technologies of data transfer in aquatic environment in the organization of underwater wireless communication networks

Abstract

Решению вопросов, связанных с телекоммуникационным оборудованием, функционирующем в водной среде, в настоящее время уделяется особое внимание. На смену традиционным подводным системам обмена информацией в гидроакустических полях приходят открытые системы её оптической передачи и приёма, базирующиеся на лазерных технологиях. Это вызвано необходимостью трансляции с высокой разрешающей способностью видеоданных, среди которых, например, может быть либо визуальное отображение подводных систем в динамике, либо результаты мониторинга объектов подводной инфраструктуры в реальном масштабе времени, либо что-то другое с учётом требований Заказчика. Канал передачи такого большого объёма информации при условии ее считывания с задаваемым качеством должен иметь пропускную способность более 1 Мбит/с. Такую высокую скорость передачи невозможно реализовать в подводных гидроакустических системах, граница технических возможностей которых на превышает 10...50 кбит/с. В аналогичной ситуации при заданных параметрах канала связи частоты несущих оптического диапазона имеют порядок 1014 Гц, что обеспечивает динамический диапазон полосы пропускания в районе 1012…1013 Гц. С учётом условия квазимонохроматичности применение гидроакустических средств для передачи видеоданных становится проблематичным, так как техническая реализация такой задачи потребует слишком большого времени. С учётом сказанного, преимуществом подводных беспроводных оптических систем связи является их высокая широкополосность, которая обеспечит высокую скорость передачи данных. В статье обосновывается целесообразность использования открытых оптических системы связи для создания высокоскоростных подводных инфотелекоммуникаций, среди которых наиболее предпочтительными являются лазерные системы. Special attention is currently paid to the solution of issues related to telecommunication equipment operating in the aquatic environment. The traditional underwater systems for the exchange of information in hydroacoustic fields are being replaced by open systems for its optical transmission and reception, based on laser technologies.This is due to the need to broadcast high-resolution video data, among which, for example, there can be either a visual display of underwater systems in dynamics, or the results of monitoring objects of underwater infrastructure in real time, or something else, taking into account the requirements of the Customer. The transmission channel of such a large amount of information, provided it is read with a specified quality, must have a bandwidth of more than 1 Mbit / s. Such a high transmission rate cannot be realized in underwater sonar systems, the technical capabilities limit of which does not exceed 10 ... 50 kbit/s. In a similar situation, given the parameters of the communication channel, the carrier frequencies of the optical range are 1014 Hz, which provides a dynamic bandwidth range about 1012…1013Hz. Taking into account the condition of quasimonochromaticity, the use of hydroacoustic means for transmitting video data becomes problematic, since the technical implementation of such a task will take too long. In view of the above, the advantage of underwater wireless optical communication systems is their high broadband, which will provide a high data transfer rate. The article substantiates the expediency of using open optical communication systems for creating high-speed underwater information telecommunications, among which the most preferable are laser systems.