Nouvelle norme pour les communications sous-marines

Nouveau protocole standard OTAN pour les communications sous-marines

JANUS pourrait vraiment révolutionner l'industrie de la plongée avec des appareils capables de communiquer et de partager l'information qui est jamais une mauvaise chose (Il rappelle comment l'Internet a eu un impact sur la vie avec la disponibilité de l'information libre?). Le protocole JANUS pourrait permettre à un IdO sous-marin et la maille des réseaux qui pourraient augmenter la vitesse de transmission de données si un bloc de données est divisé et envoyé sur des fréquences différentes provenant de différentes sources.

Les protocoles de transmission sous-marins peuvent éventuellement être unifiés que l'OTAN adopte une nouvelle norme, JANUS.

L'OTAN a annoncé récemment qu'il adopte une norme pour le protocole de communication sous-marine. Que JANUS et comment la communication sous-marine diffère de la transmission des données de diffusion?

Parce qu'il était nécessaire JANUS

Merci à ses protocoles de communication standard, les dispositifs peuvent communiquer efficacement. Wi-Fi, 4G et Li-Fi sont tous des exemples de protocoles qui permettent la transmission de données fiables, permettant la croissance de l'industrie mobile et l'Internet omniprésente des choses.

L'industrie de l'électronique est également impliqué dans la facilitation de l'industrie maritime, il comprend des bouées, les sous-marins et d'autres dispositifs sous-marins autonomes, dépend en grande partie de la communication sans fil. Ceci est en partie dû à l'immensité de nos océans. par exemple, un sous-marin qui doit cartographier le fond de l'océan à une profondeur de 8 km et explorer les crevasses et cavernes ne peuvent pas utiliser de manière fiable un câble. Dans ce scénario, communication sans fil serait idéal car il permettrait à la liberté de mouvement et ne nécessiterait pas l'hôte (un navire, par exemple,) au transport 10 km de câble.

Toutefois, il y a un sérieux problème avec les technologies de communication sans fil classiques: Ils sont basés sur des ondes électromagnétiques pour transmettre des données. Nous avons tendance à penser que le rayonnement électromagnétique fonctionne très bien dans l'atmosphère (principalement en raison du fait que l'air est la plupart du temps un espace presque vide) e, en conséquence, nous pouvons obtenir des signaux radio qui se propagent sur de grandes distances avec une fiabilité décente. En perspective, ESP8266 le module peut transmettre un signal Wi-Fi jusqu'à 5 km (à l'aide d'une antenne télescopique) tandis que les stations de radio traditionnelles peuvent transmettre leurs signaux jusqu'à 100 km et au-delà, quelqu'un la nuit en écoutant les émissions AM à l'étranger. L'équipement radio sur des sondes voiager bord 1 e 2 Ils envoient leurs données sur une distance plus grande que la taille du système solaire!

Donc, Electro Magetiche si les vagues peuvent parcourir ces distances, parce qu'ils ne peuvent pas être utilisés pour la communication sous-marine?

La lumière et du son et de l'eau

Il a été établi que les ondes électromagnétiques peuvent se déplacer assez loin dans l'atmosphère. Mais dans quelle mesure ils peuvent voyager sous l'eau?

Les molécules d'eau sont en réalité beaucoup plus proche des molécules à l'état gazeux. Cette petite distance est l'une des raisons pour lesquelles l'eau est très efficace pour absorber le rayonnement et aussi l'une des raisons pour lesquelles une lumière vive lutte pour dépasser 100 mètres sous l'eau. En effet, la lumière du soleil arrive pas plus 200 m dans l'océan, ce qui rend la photosynthèse impossible à de plus grandes profondeurs.

La lumière ne peut pénétrer très loin dans l'eau. Image tirée de la NOAA

La densité de l'eau en fait un idéal autre type de transmission sans fil: qui acoustique. Le matériau plus dense est, meilleure est la transmission du son. Qui n'a pas joué comme un enfant avec deux boîtes et une corde raide entre les deux pour se parler à distance. Non seulement le son se déplace plus loin dans un milieu plus dense mais se déplace également à un rythme plus rapide (par exemple, la vitesse du son dans l'air est 343 m / s tandis que la vitesse du son dans l'eau est 1.500 Mme).

La communication audio est si pratique dans l'eau que la baleine bleue, le plus grand mammifère et plus bruyant (180dB un 14Hz), Il peut communiquer à des milliers de kilomètres avec d'autres baleines seulement par le bruit basse fréquence. Le son est actuellement utilisé dans de nombreuses applications sous l'eau avec l'un des plus célèbres est la SONAR (Navigation son And Ranging), dans lequel est émis par une source et l'impulsion réfléchie est reçue une impulsion sonore par objets sous-marins. L'utilisation de plusieurs récepteurs, vous pouvez déterminer la taille et la distance des objets, qui peut être d'une grande aide pour générer une image de l'environnement quand il est faible luminosité.

La transmission de données est possible d'une manière presque identique à la communication sans fil qui inclut la normale correction d'erreur et des bits de parité.

Transmission des données acoustiques

Les données numériques sous-marine acoustique actuellement ne suit pas un protocole spécifique. Bien que chaque protocole spécifique a sa propre fréquence et / ou une structure de message unique, utilisent généralement l'une des méthodes de cryptage suivantes pour définir réellement une 1 la 0:

Modulation par déplacement de fréquence

modulation par déplacement de phase

Fréquence spectre étalé houblonnée

Orthogonal Frequency Division Multiplexing

L'utilisation des protocoles plus différents a les dispositifs pour pouvoir communiquer et partager des informations.

Dans le monde sous-marin, nous avons une situation très similaire semblable à celle qu'ils devaient gérer avant que vous utilisiez la norme IBM pour les ordinateurs quand il y avait de nombreux fabricants différents qui spécifient leurs protocoles de données et des structures de fichiers.

JANUS pourrait être la solution, sous l'eau un protocole unifié qui permettra à tous les périphériques de communiquer.

Le protocole unifié

JANUS est un protocole de plongeur développé par le Centre d'expérimentation de la recherche et de l'Organisation maritime de l'OTAN pour la science et la technologie. Il a été récemment adoptée par l'OTAN pour aider à unifier toutes les communications sous-marines et permettre une communication croisée entre appareils fabriqués par divers fabricants. JANUS est un procédé de signalisation robuste open source pour les communications sous-marines, librement distribué sous la licence GNU General Public License, ce qui est sa force

Ce qui rend JANUS un protocole unifié est sa capacité à permettre aux appareils de s'annoncer sur une fréquence standard et couramment utilisé 11,5KHz. Donc, lorsque deux appareils ont décidé de se connecter, Ils peuvent passer à une fréquence différente ou une méthode de transmission pour une transmission plus rapide de vitesse. Ceci est très important parce que les données transmises au moyen d'ondes sonores ont une vitesse de transmission sérieusement limitée dans laquelle la vitesse de transmission est affectée par la fréquence de l'onde porteuse, par des réflexions d'objets à proximité, à partir du rapport bruit-bruit et plus.

Joao Alves, l'un des principaux chercheurs, Il a utilisé une analogie pour expliquer JANUS: Imaginez deux personnes qui se rencontrent dans un pays étranger et qui veulent communiquer entre eux. Il est probable que les deux parlerait anglais d'établir un langage commun et universel. Toutefois, ils découvrent qu'ils parlent tous deux couramment l'espagnol, puis changer la langue pour la facilité et la vitesse. Dans ce cas,, JANUS fournit une plate-forme commune pour les gens d'annoncer qui ils sont et à quelle vitesse ils peuvent communiquer.

Le protocole JANUS définit également la façon dont le son doit être codé en une onde porteuse (spécifiant l'utilisation de FH-BSK), ainsi que la correction des erreurs et des licenciements. Certaines des spécifications du protocole sont quelques points clés:

• Trois impulsions sont utilisées comme ad “Réveillez-vous” pour permettre à d'autres appareils pour commencer à écouter. Le temps entre les impulsions ne doit pas être inférieure à 0,4 secondes, puisque l'énergie réverbérante doit être dissipée (c'est-à-dire, reflets des objets et des limites moyennes).

• quatre entrées sont nécessaires pour la première 64 Bit d'un message JANUS, dont la fréquence d'échantillonnage, nom du fichier de sortie, format de sortie et le nom d'un fichier externe.

• Vous pouvez diffuser jusqu'à 4096 bits comme charge utile pour la transmission de données.

Le reste des spécifications est facilement accessibles sur le net vu sa licence GNU General Public License

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