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「光水中Wi-Fi」で20Mbpsの水中データ通信に成功。通信距離は音響通信の1000倍相当

100mの距離でリモートデスクトップ接続を確立、水中ドローンの無線制御にも展望

関根慎一 (Shinichi Sekine) , @sekine_s
2017年10月4日, 午後05:30 in science
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海洋研究開発機構(JAMSTEC)は、水中光無線通信装置を用いた通信試験で、100m以上の双方向通信に成功したと発表しました

水中では電磁波が減衰しやすいことから、水中における無線通信はこれまで音波(音響)を使って行われるのが一般的でした。JAMSTECでは従来から水中における無線通信の研究開発に取り組んでおり、音響通信による画像伝送や通信距離の伸長という形で一定の成果を残してきましたが、通信速度は数十kbpsと遅く、またデータの同時送受信にも制限があるなど、実用性の面で多くの課題を抱えてきました。

今回JAMSTECが実施した試験では、無人探査機「かいこう」を用いて、双方向無線通信を実施。かいこうが有するランチャー(中継機)とビークル(子機)のそれぞれに水中光無線通信装を搭載し、有線の遠隔操作によって徐々に距離を取っていきます。

通信には水中での伝播減衰が少ない青、緑、赤色の高出力半導体レーザーを採用しており、形としては、ビークルから照射する青い光と、ランチャーから照射する緑の光が重なっている時だけ接続が確立します。



試験の結果、通信距離120mで20Mbpsのデータ伝送、100mで無線LANネットワーク(JAMSTECでは「水中光Wi-Fi」と呼称)を確立し、リモートデスクトップ接続が成功しました。

この結果は通信距離にして音響通信の1000倍に相当するとのことで、移動体同士の通信、なおかつマリンスノー(海中を浮遊する微小物体の総称)がある実際の海中試験結果としては世界初となります。

研究に携わったのは、JAMSTEC海洋工学センター海洋戦略技術研究開発部の澤隆雄主任技術研究員率いる研究グループと、株式会社島津製作所およびエス・エー・エス株式会社。

JAMSTECでは今回の試験結果を受けて、さっそく「水中光Wi-Fi」を同機構の無人探査機や海底ステーションに装備し、水中機器のソフトウェアアップデートや観測データの回収に役立てる見通しです。また「水中光Wi-Fi」はLAN通信を可能とすることから、有人船内から無線で水中ドローンを操作するなどの利用方法も考えられるほか、従来は不可能だった「空中から水中への直接通信」への展望も開けたといいます。

浮遊物質(懸濁物質)が漂う実際の海洋環境では、光の伝播が減衰する割合も大きくなるため、レーザーの可視光による長距離通信は、近年のLEDやレーザーダイオードの高出力化、低消費電力化などによって可能になった技術です。

本試験のために試作された水中無線通信装置は現状、同機構における研究開発フローの中でのみ運用するようですが、リリース文では今回の試験によって「改良のためのデータも取得できた」とも伝えています。これについての詳細は不明ですが、将来的には、レジャー産業や漁業といった分野での活用が期待できるかもしれません。


Source: JAMSTEC
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