MIT利用太空激光通信系統(tǒng)打造更完美的水下通信系統(tǒng)

據(jù)消息報道，深空探測和水下探測有什么共同點呢？--實際上相當多。于2013年投入使用的月球激光通信演示（LLCD）系統(tǒng)現(xiàn)在在經(jīng)過MIT的林肯實驗室的改造后能夠進入水下研究領域。海洋是地球上最后的偉大疆域之一，然而在許多方面人們甚至還停留在非常淺顯的研究階段。

通信就是其中一個例子，與潛水器和無人潛水器保持通信意味著要么使用繩索、要么使用機械設備、要么使用短程光學系統(tǒng)。然而問題是水會對電磁通信造成使用局限。比如潛水艇只有在浮到水面并升起無線電天線或拖著一長串傳感器陣列之后才能接受極低頻的無線電信號，而這些信號的傳輸速率非常低。某些方面，在水下建立一套可靠的高速數(shù)據(jù)鏈路類似于在數(shù)億英里的距離內(nèi)通過深空探測器進行高速通信。于是林肯實驗室的科學家們想到了一套適用于水下的窄束激光系統(tǒng)。

MIT指出，在水下，激光通信算不上完美，因為即便是最清澈的水也會吸收和散射激光。再加上其他浮游生物和懸浮碎片，問題就變得更加嚴重了。目前的光學與激光通信系統(tǒng)能夠利用廣角波束來管理鏈路，但只能在短范圍內(nèi)進行并且數(shù)據(jù)交換律也很小。而科研人員需要的是一種能夠比現(xiàn)有一系統(tǒng)高出一萬倍的速度連接兩臺設備的裝置，它必須是一個不依賴GPS來確定接收器位置的系統(tǒng)。研究小組成員Thomas Howe表示，潛水器依靠大型、昂貴的慣性導航系統(tǒng)來計算位置，然而位置計算對噪音很敏感，當一潛水器在水下停留很長一段時間那么它可能會很快形成數(shù)百米的誤差。

而MIT的系統(tǒng)依靠的則是掃描，其利用狹窄的光束尋找并獲取水下目標。一旦獲得目標之后，系統(tǒng)就會鎖定，然后兩個潛水器之間可以以很高的精準度進行定位、追蹤和收發(fā)。目前，這套系統(tǒng)已經(jīng)在馬薩諸塞州列克星敦市的波士頓體育俱樂部游泳池的可控和良性環(huán)境下使用。在那里，兩個潛水器能夠在一秒不到的時間內(nèi)定位并鎖定在一起，其中產(chǎn)生的鏈接可以處理數(shù)百千兆字節(jié)。MIT稱，他們接下來將要向美國海軍展示這套系統(tǒng)的潛力并在水面艦船和水下目標之間展開連接測試。他們希望未來某一天能用上這種集成藍綠色光電技術、氮化鎵激光陣列和硅蓋格爾雪崩光電二極管陣列技術并最終在清澈的海水中實現(xiàn)每秒兆位到千兆位的傳輸速度和數(shù)百米的運行距離。