【研究】水中でレーザー無線ＬＡＮ、実用化目前 動画もやり取り 潜水艦に搭載し防衛力強化も
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10/30(月) 9:00配信 産経新聞
https://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20171030-00000500-san-sctch
日本の四方を取り囲む海は、豊富な漁獲資源や天然資源の探査をはじめ、地震や津波の研究を進める上でも重要な領域だ。
しかし、水中での通信は音波に限られ、一度に送れるデータの量は非常に限られてきた。海洋研究開発機構や島津製作所などが
開発を進める「水中光無線通信」は、高出力の半導体レーザーを用いた“水中無線ＬＡＮ”を実現。海洋試験にも成功し、
実用化は目の前に迫っている。
７月に静岡県沖の駿河湾で実施された試験では、海洋機構の深海無人探査機「かいこう」を利用。
かいこうの機体を上下に分離し、水深約７００メートルの「ランチャー部」と同約８２０メートルの「ビークル部」との間で通信を試みた。
その結果、約１２０メートルの距離で毎秒２０メガビット（２０Ｍｂｐｓ）の通信に成功。これは音波の約１０００倍で、
動画も送れる伝送速度だ。さらに受信側のコンピューターを送信側が遠隔操作する「リモートデスクトップ接続」にも成功したが、
これは通信の安定性が高いことを意味する。もちろん、通信の暗号化も可能だ。
水流が安定した水槽ではなく、潮の流れや海水の濁りといったさまざまな環境に置かれた実際の海で試験に成功した点も大きい。
今後は機器の改良を加えた上で、来年３月にも再び駿河湾での試験を行う。
開発を主導する海洋機構海洋工学センターの澤隆雄主任技術研究員は、「既に実用段階に達しており、
来年度以降は機器のさらなる小型化や軽量化を図っていきたい。目標は５００ミリリットルのペットボトルほどの大きさです」と意気込む。
現在、海洋機構が海底に設置している地震計などの観測機器からデータを回収するためには、
観測機器ごと海上に引き揚げる必要があり、数が多いこともあって大変な手間やコストがかかる。
これに対して水中での光無線通信が実現すれば、無人機を付近に向かわせてデータをやり取りするだけですむ。
リモートデスクトップ接続を用いれば、遠隔操作で観測機器のプログラムをアップデートできるほか、
複数の無人機が海底の資源探査を行う際には親機が複数の子機を統率することも視野に入る。
子機が集めた情報を親機に集約し、探査範囲を指示し直すこともできるという。
さまざまな可能性を持つ水中光無線通信だが、海外に目を転じれば既に市販されている例もある。ただ、
それらが用いているのは発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、海洋機構などが用いている半導体レーザーダイオードとは異なる。
この点に関し、澤氏は「ＬＥＤは通信速度が上がらず、１０Ｍｂｐｓ程度が限界だ。これに対して半導体レーザーは
光の“質”が高く、より大容量で遠くまで届く」と優位性を指摘する。
高出力の半導体レーザー技術は島津製作所の得意分野で、協力しながら機器の小型化や軽量化を進めたほか、
水圧に耐える容器の中で熱がこもらないように工夫も加えた。最終的な開発目標は、２００メートルの距離で２０Ｍｂｐｓの通信を実現することだ。
もう一つ、今回の研究開発で特筆すべきは、防衛省が設けた「安全保障技術研究推進制度」を活用して６８００万円もの
研究費を受け取っている点だ。この制度は基礎研究が対象で、研究成果はすべて公開されることが前提だが、
当然ながら日本を取り巻く厳しい安全保障環境を背景として、将来の装備品への成果の活用も視野に入っている。
水中光無線通信は、水中の機器どうしだけでなく、水中と水上もしくは空中とのやり取りも可能だ。つまり、
海の中で警戒を続ける潜水艦と、海上の艦艇もしくは飛行中の航空機などとの間での交信内容が大幅に充実することになる。
防衛省関係者は今回の成果について、「潜水艦の作戦行動や警戒監視などの質が飛躍的に向上するだろう。
他国の開発動向も含めて注目していきたい」と重要性を指摘する。（科学部 小野晋史） >>255
戦略論的にはそれが軍隊の最上級の成果
戦争に突入して勝つのは上の下 >>268
ほうほう・・・
URLなにこれ引いたらいっぱい船あるけど >>263
たかが20Mbpsでそんなわけない。
>>272
電波じゃなくて光信号だから
通常の光ファイバーと同じと思われ。 今回のレーザー光はコヒーレントしてない広がりを持つ光なので，通信時に厳密な軸合わせは不要
試験は駿河湾のマリンスノーの多い海域でだったので，実際に数百m深度の沿岸付近でも100m以上届く意義は大きいと思う 半導体レーザーを用いた“水中無線ＬＡＮ”て書いてあるから、
レーザー光を直接変調してるようにみえたけど、結局違うようだな。
安く作るには市販品を使うから、多分
数百MHz〜数GHzの帯域で拡散信号を作った後、
拡散信号を載せた帯域信号を、レーザー光をオンオフで変調させるんだろ。
２０MHｚの伝送速度が意味不明 >>277
確かに
通信速度のbpsってビットパーセカンドだけど、音波と比較して1000倍とか言えるのか？
まさか人間の可聴範囲20キロヘルツと比較してる物理とか単位系が全くわかってない素人の記事か？ >>277
>>278
直接変調のはず
いわゆる電波とは周波数帯域が違うので，光無線通信では専用変調基板が必要
音波通信は一般的に10kbpsとかなので，音楽用ICチップが豊富でいろいろ流用できるのは強いかも >>4
ギュネイがアムロにやってたやつか。
ミノフスキー粒子散布下ならではの演出。 >>277
電波ならわかるが、
レーザーのON/OFFで拡散信号を作る目的がわからない
それだけ高速のレーザーと帯域を使って、転送速度が20Mbpsというのもナンセンス(余程SNRが低いのか)
ベースバンドの信号波でそのままON/OFFする(せいぜいNRZI)、あとは、上位プロトコルにまかせるでいいんじゃないの？ ケーブル経由で海底にレーザ無線LANスポット設置する
んでしょ。
今は潜水艦から有線でブイ浮上させて短時間で衛星or航
空機経由で情報伝達してるけど、これ実用化されたら大
幅に被発見率低減出来る。 (-_-；)y-~
ミラクル海軍ジジイと最期の会話にあったね。
というか、一月、二月、意識ある時は潜水艦の話ばっかりしてた。 http://www.jamstec.go.jp/j/about/press_release/20171002/
に、
通信符号 4B/5B
って書いてあるから、
変調はこれだけだね
エンベデットクロックにしてDC成分とってるくらい >>282
>レーザーのON/OFFで拡散信号を作る目的がわからない
そうは読めないでしょ。
そもそもできるはずないと思われ。 (-_-；)y-~
俺は最期を看取れなかったけど、
ミラクル海軍ジジイの嫁が看てる時に亡くなったんで、通信精度には確かなものがあった。
https://www.youtube.com/watch?v=HsJ0VP4eJwU 数百メートルか。
通信できないよりはいいが、ちょっと短いような。 タコやイカが墨を吹いたら通じなくなったなんて笑い話にならなきゃいいがｗ >>9
レーザーだから海上と海中との通信は無理そう。 >>286
＞数百MHz〜数GHzの帯域で拡散信号を作った後、
＞拡散信号を載せた帯域信号を、
レーザー光をオンオフで変調させる
と言ってるから、
・電気信号でスペクトル拡散信号を作るされた数GTSの信号(1)を作る
・(1)をレーザーダイオードのスイッチングに入力する
ということで、その結果、
主搬送波 : レーザーの波長
副搬送波 : (1)のスペクトル拡散信号
のレーザーが出る。
これはスペクトル拡散とは言えないのか？
光の波長のスペクトルとは違うもんな。。 お椀を逆さにした様な海底に住みたいと思っていたから嬉しいな
買い物とネットがあればずーといられる ミノフスキーの中でもレーザー通信ならデータリンクできてたからな 水中光無線通信でググってわかった
RF信号でLD を変調。
変調されたLD光信号と符号光を光スイッチ（LN変調器）に入れて、光スイッチがオンオフ変調。
光スイッチ出力には、光波長領域で符号拡散された光信号が出る。
RFを二次変調するわけじゃないから、タイトルの無線LANって言い方違和感ある。
サブキャリア変調って行ってるけど、「光波長領域でのサブキャリア変調」というべき。
光符号拡散変調なら一言でわかるけど。 逆にまだなかったん？
休憩中に狭い中、同僚とアダルトみーひんの？ ＞リモートデスクトップ接続を用いれば、〜
嫌な予感しかしないんだが >>250
実験成功は200メートルではなく、120メートルだったかと。 たとえ、浅深度の200
メートルで成功しても、短波長の光を使う限り、透明度に依存するし、同じ距離
でも深度方向への200メートルには使えないだろう。軍事目的なら相手が
拡散剤をまいて通信妨害する可能性も考慮しなければならない。
超波長の電波は水中でも伝播するので、潜航中の潜水艦との通信は超長波の電波を
使う。
稀に見るゴミ研究認定。 潜水艦の強みは、作戦行動中に場所の特定ができないことなのに、自分から指向性を持った
強力な信号を出すとか、馬鹿の極み。 それに、回折しないので、通信相手との間に小さな島
を含む陸地、大陸棚などの遮蔽物をはさんでいたら、通信できない。 ゲーム脳か？ >>299-300
5ch脳が一部の知識だけで現実を語って脳内批判・・・www
まさに、稀に見るゴミ思考w 現在米海軍は水中の潜水艦とUHFで高速通信できる環境を構築しようと試み
てる。
ロッキードマーチンが主体となって開発は進んでおり、２つの方式がテストさ
れてる。１つは潜水艦から光ファイバーで繋がったフローティングアンテナを
露頂させる方法、２つ目はA2RFと呼ばれる露頂アンテナを持つブイを射出し、
それと潜水艦が音波で通信する方法。
前者は確実だけどケーブル展開中は潜水艦の行動が制約され、かつ被発見
性も高まる、後者は行動の自由も確保され被発見性もそこまで高まらない（
A2RFブイは短時間の高速通信の後速やかに水没する）。ただ音波通信の部
分がネックになってる。
この音波通信の部分がレーザで置換できれば大変有効なのでは。 また現在防衛省は共同で海中ワイヤレス電力伝送技術の研究を進めてて、
これが物になれば将来的に海自潜水艦が海中の充電ステーションで外部電
源により充電することも可能になるかも。
>>ttps://research-er.jp/projects/view/920656
そして充電ステーションと一緒にレーザ無線ルータを設置しておけば地上との
高速通信も同時に可能に。 >>173
LED以外に半導体のレーザーってあるの？ >>304
半導体のレーザはLD
発光ダイオードがLED >>299
その長波電波の通信速度は何bps？
この研究の肝は高速通信性能で，距離じゃない
無人機同士の接近状態での情報交換が主目的だと思う
空と海の境界を超えるのも，音波や電波じゃできないことだし すげーな 海の中に引きこもっても高速回線でネットできる時代か >>21
レーザーに光の意味が含まれるので
レーザー光ってのは頭痛が痛いと同じような表現になる。 >>304
大雑把にいうとLEDの品質を上げていくと半導体レーザーになる。 >>25
6800万なんて研究員一人と研究機材でおしまいじゃん
少なすぎ >>水中レーザ通信 約１２０メートルの距離で毎秒２０メガビット（２０Ｍｂｐｓ）の通信に成功
これは非常に大きな意義があります。
水上艦と潜水艦、設置装置と潜水艦で各種情報が共有できる意義を大きいです。
現在は超長波という波長が１０ｋｍ位のものを使うか、浮上して衛星通信を
使うしか無かった。期待したいですね
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★潜水艦と魚雷：よくある質問
【問】今の魚雷ってどれくらい届くの？
【答】現在は５０ｋｍ程です。しかし時速１２０ｋｍ程度なので命中するのに
２０分ほどかかり、途中まで有線で誘導し近くになると自律して
音波を出し反射波を目標に進んでいきます。
【問】今でも遅いんだ
【答】その代わり威力は対艦ミサイルより大きいです。魚雷は炸薬を３００ｋｇ
ほど積める（ミサイルは２００ｋｇ）上に、最近のものは艦の横腹では
なく真下にいって爆発します。当たった船は数千ｔの巨体が数ｍ浮き上がり背骨を
折られて沈没です。ミサイルは数発当たっても沈みませんから大違いです。
【問】対策とかないの？
【答】対魚雷用魚雷とか米軍も開発し空母に装備されていますが命中率など不明です。
偽の音波を出して魚雷の進路を変えるのは実用に達していて出雲級では装備されています。
しかし通常の水上艦は沈没あるのみです。
【問】待ち伏せして魚雷攻撃以外に用途とかあるの？
【答】巡航ミサイルを詰んで地上攻撃に使うとか特殊部隊を送り出すとか攻撃が
かなり多彩になります。ビンラディンを殺害した米海軍特殊部隊も
潜水艦から上陸しています。
【問】潜水艦って潜水中は通信できないの？
【答】超長波(VLF)なら水面下９ｍ位までとどくのでこれで通信します。
針金型のアンテナを引っ張り行います。
【問】支那やロシアの原潜とか沈めたら放射性物質が拡散したりしないの？
【答】過去の例からはありません。1963年、1968年に事故で米原潜、2000年には
露原潜が事故で沈んでいますが問題になっていません。 掃海にも使えるな
>>299
その解決方法として無人水中艇と無人水上艇をセットで動かすって方法がある
例えば掃海や対潜分野で使う場合は、無人水上艇の方に母船から衛星通信なり何なりで指令を送る
その指示を受け取った無人水上艇を中継として、水中レーザー通信で無人水中艇に指示を送る
そうすれば距離の問題は解決する
と言うかこの方式はまさに今開発されてる途中のはず
方式は水中音響通信やレーザー通信やら色々考えてるけど
↓
ttps://blog-001.west.edge.storage-yahoo.jp/res/blog-e1-8e/ddogs38/folder/420863/14/40161814/img_5_m?1495539843
水中レーザ無線LANが上手く発展するといいですね（・∀・）
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★無人潜水艦（無人潜水艇ＵＵＶ）を日米仏が共同開発 世界トップ技術
http://www.thutmosev.com/archives/33342060.html 2015年06月10日
日本の防衛省は２０１４年にアメリカと小型無人潜水艇の共同開発を始めたほか、
２０１５年にはフランスと技術協力にも合意した。
防衛省によると無人潜水艇の技術的ネックは、水中と地上の本部との交信手段がない事です。
日本が開発する無人潜水艇は燃料電池発電システムを搭載し、数十日間の長時間運用が可能（約一ヶ月）。
全長は１０メートル程度で、外国の３メートルクラスのＵＵＶより大型で高性能。
米海軍は無人潜水艇を多数配備して中国海軍の動きを把握する用途を想定している。
例えば南シナ海の中国軍潜水艦の動向を把握するには、このような無人潜水艇がピッタリです。 ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
