अनसुना पानी: गुप्त संचार

Ioseba Tena द्वारा, ग्लोबल बिजनेस मैनेजर - डिफेंस एंड रोबोटिक्स, सोनार्डिन • 13 मई 2019

नेकटन फर्स्ट डिसेंट मिशन के दौरान अल्दाबरा में पानी में सोनारडेन के ब्लूकोम डिप्रेसर। फोटो: नेकटन ऑक्सफोर्ड डीप ओशन रिसर्च इंस्टीट्यूट

नेकेटन मिशन सबमर्सिबल में से एक से जुड़ी सोनारडेन की ब्लूकोम इकाइयों में से एक। फोटो: नेकटन ऑक्सफोर्ड डीप ओशन रिसर्च इंस्टीट्यूट

एक L3ASV सी-वर्कर मानव रहित सतह वाहन और नेशनल ओशनोग्राफी सेंट्रे का ALR हाल के परीक्षणों में एक साथ काम करते हुए ध्वनिक और ऑप्टिकल संचार का प्रदर्शन करता है। फोटो: सोनारडाइन

स्काई न्यूज से अन्ना बोटिंग को दिखाया गया है, जबकि टेलीविज़न पर सबसीस का संचार करने के लिए ब्लूकोम 200 यूवी का उपयोग करके टेलीविजन पर रहते हैं। स्काई न्यूज लाइव प्रसारण से अभी भी छवि। फोटो: सोनारडाइन

नेकटन मिशन के दौरान, दो मानवयुक्त सबमर्सिबल को ब्लूकॉम के साथ सतह पर लाइव वीडियो प्रसारित करने के लिए, फिर दुनिया भर के दर्शकों के लिए लगाया गया था। स्काई न्यूज लाइव प्रसारण से अभी भी छवि। फोटो: सोनारडाइन

महासागर अन्वेषण प्रसारण में विश्व में प्रथम स्थान हासिल करने में मदद करने वाली प्रौद्योगिकी भी रक्षा क्षेत्र में गुप्त संचालन के लिए जवाब दे सकती है, जहां संचार को अनसुना करने की आवश्यकता है।

परंपरागत रूप से, वायरलेस सबसीया संचार ध्वनिक संकेतों का उपयोग करते हैं। ध्वनि व्यावहारिक है, क्योंकि यह विद्युत चुम्बकीय तरंगों की तुलना में पानी के माध्यम से आगे की यात्रा करती है। ध्वनि का उपयोग करते हुए, जानकारी को कई किमी तक साझा किया जा सकता है। दुर्भाग्य से, उन ध्वनियों को सुनना और निष्क्रिय सेंसर का उपयोग करके स्रोत को लक्षित करना भी अपेक्षाकृत आसान है; जिसमें वास्तविक सीमा से परे जब संकेत प्रभावी हों। कई वर्षों के लिए, एक नई तकनीक विकसित की गई है जो सिग्नल को मॉड्यूलेट करने के लिए फ्री स्पेस ऑप्टिक्स का उपयोग करके 150 मीटर तक की दूरी पर 10Mbps तक की महत्वपूर्ण डेटा दरों को सक्षम बनाता है। जैसा कि प्रभावी संचार रेंज कम है, प्रभावी पता लगाने की दर भी कम है - इतना आसान नहीं है।

ध्वनिकी संचार
वायरलेस तरीके से पानी के नीचे संचार करते समय ध्वनिकी का उपयोग प्रचलित है और ऐसा ही रहने की संभावना है। पानी में ध्वनि कैसे फैलती है इसका भौतिकी अच्छी तरह से समझती है। दोनों के साथ उपकरण अन्य ध्वनिक बीकन के साथ संवाद और ट्रैक करने के लिए आम हैं। वास्तव में, कम और मध्यम आवृत्ति ध्वनिक प्रणाली का उपयोग विशाल रेंज में प्रभावी रूप से उप-संचार करने के लिए किया जा सकता है। सोनार्डिने ने हाल ही में 11 किमी की रेंज में 3000 एमबीपीएस तक की डेटा दरों का प्रदर्शन किया। हालांकि, वही कारण जो ध्वनि को पानी के माध्यम से डेटा ले जाने के लिए एक प्रभावी साधन बनाते हैं, यह भी हस्तक्षेप और पता लगाने के लिए अतिसंवेदनशील बनाते हैं। ध्वनि संकेतों को एक ही समय में एक ही आवृत्ति पर अन्य ध्वनि संकेतों को भेजकर हस्तक्षेप किया जा सकता है। बस अपने हस्तक्षेप के आयाम को बढ़ाएं और रिसीवर के लिए ब्याज के संकेत को बाहर करना मुश्किल हो जाता है। ध्वनि के स्रोत को लक्षित करना सरल त्रिकोणमिति है। संदेशों को सुनने के लिए इतना आसान नहीं है, क्योंकि जिस तरह से डेटा को संशोधित किया जाता है, और शायद संकुचित होता है, उसे समझने की जरूरत है। फिर भी, ध्वनि का उपयोग उपयोगकर्ता को एक समझौता स्थिति में डाल सकता है। इसका परिणाम यह हुआ है कि, जब उप-मिशन के लिए गुप्तता एक प्रमुख आवश्यकता है, तो संचार एक विकल्प नहीं रहा है।

मुक्त अंतरिक्ष ऑप्टिकल मोडेम
इलेक्ट्रोमैग्नेटिक वेव्स सफल उपधारा नहीं रही हैं क्योंकि वे तेजी से क्षीण होती हैं और उनकी प्रभावी संचार सीमाएँ सापेक्ष रूप में बहुत कम होती हैं। यह स्थिति बदल रही है क्योंकि नए मुक्त स्थान ऑप्टिकल मोडेम पर्वतमाला को आगे बढ़ा रहे हैं और डेटा को आगे प्रेषित किया जा सकता है।

सोनारडाइन का ब्लूकोम 200 एक अच्छा उदाहरण है। यह दृश्यमान नीली रोशनी का उपयोग करता है क्योंकि उस तरंगदैर्ध्य (450nm) पर प्रकाश पानी के माध्यम से दूर की यात्रा करता है। अधिकांश नीली बत्ती 150 मीटर तक यात्रा कर सकती हैं और सूर्य से उत्सर्जित होने वाली नीली रौशनी की छोटी मात्रा का पता लगाना भी असामान्य नहीं है, जो कि 300 से 1,000 मी की गहराई तक भी है, व्यंजना क्षेत्र से परे! नीली रोशनी का उपयोग करके, हम ध्वनिकी का उपयोग करके बहुत अधिक डेटा स्थानांतरित कर सकते हैं। BlueComm 200 10Mpbs तक की डेटा दरों को बनाए रख सकता है। यह वास्तविक समय में एचडी वीडियो को स्थानांतरित करने के लिए पर्याप्त है। ब्लूकोम 200 मॉडेम गहरे पानी में निवासी उप-स्वायत्त पानी के नीचे वाहन (एयूवी) कार्यक्रमों के समर्थन में वास्तविक रुचि का रहा है - जहां हम 150 मीटर की अधिकतम सीमा के साथ एक गोलार्द्ध के आकार के आसपास एक एयूवी का उपयोग कर सकते हैं! वह बहुत दूरी पर है।

उथले पानी में, उनका उपयोग सूर्य के प्रकाश के हस्तक्षेप से सीमित होता है (जैसा कि हमने देखा है कि यह 1,000 मीटर की गहराई तक भी अपना रास्ता बना सकता है)। अन्य प्रकाश स्रोतों से हस्तक्षेप मॉडेम की प्रभावी सीमा को सीमित करता है। मुक्त अंतरिक्ष ऑप्टिकल मोडेम भी उस गुप्त नहीं हैं, वे दृश्य प्रकाश स्पेक्ट्रम में काम करते हैं और इसलिए नग्न आंखों को दिखाई देते हैं।

पराबैंगनी
हम पहले हस्तक्षेप की चुनौती को दूर करने के लिए निकल पड़े। अगर हम कृत्रिम प्रकाश से हस्तक्षेप से बचने के लिए, दृश्यमान प्रकाश स्पेक्ट्रम के बाहर काम करते हैं, तो कौन सा तरंग दैर्ध्य सबसे अच्छा विकल्प होगा? 405nm का एक केंद्र तरंग दैर्ध्य एक अच्छा समझौता था जिसमें पराबैंगनी (यूवी) और कुछ दृश्य वायलेट प्रकाश थे, ब्लूकोम 200 यूवी का जन्म हुआ था। हमें जो रियायत देनी थी वह थी रेंज। इसे प्रभावी ढंग से आधा कर दिया गया है, 75 मीटर तक। बदले में हमें दो लाभ हुए। सबसे पहले, हम कृत्रिम प्रकाश संदूषण से पीड़ित नहीं होंगे। इसका मतलब है कि हम वीडियो फिल्म करते समय या अन्य प्रकाश स्रोतों की उपस्थिति में समवर्ती रूप से काम कर सकते हैं। दूसरा, हम सतह के करीब संचालित करने में सक्षम होंगे और सूर्य के प्रकाश से कम हस्तक्षेप से पीड़ित होंगे। ऐसा इसलिए है क्योंकि सूर्य द्वारा उत्सर्जित यूवी प्रकाश पानी के माध्यम से यात्रा करते समय नीली रोशनी के रूप में प्रभावी नहीं है। इस बीच, हमने 10Mpbs तक की अपडेट दर बनाए रखी। और, जब आप एक कदम पीछे ले जाते हैं, तो 75 मीटर अधिकतम सीमा के साथ एक गोलार्ध जैसा दिखने वाला एक आकार जिसमें आप 10Mbps तक काम कर सकते हैं और बनाए रख सकते हैं, आकार में महत्वपूर्ण है और कई तरह के ऑपरेशन की अवधारणाओं का समर्थन करने में सक्षम है। जिनमें से एक गुप्त संचार है।
ब्लूकोम 200 यूवी का उपयोग सीबेड के साथ प्रासंगिक चौकी पर गुप्त एयूवी संचार का समर्थन करने के लिए किया जा सकता है। फोटो: सोनार्डिन गुप्त संचार
एक BlueComm 200 के रूप में यूवी 75 मीटर तक फैल सकता है, इसका मतलब है कि, जब सिर्फ 75 मीटर से कम गहराई में काम कर रहा है, तो हम समुद्र की सतह से किसी को भी अनदेखा कर सकते हैं। वास्तव में, किसी के लिए हमारे ब्लूकोम 200 यूवी की 75 मीटर की सीमा के भीतर होने की पहली संभावना है, यह बहुत अधिक संभावना होगी कि वे बुद्धिमत्ता पर कार्य करेंगे, यानी कि कोई व्यक्ति केवल सीमा के भीतर होगा क्योंकि यह जानता है कि हमें कहां खोजना है पहले स्थान पर। यहां तक कि सतह के करीब संचालन करते समय, अंतरिक्ष से देखे जाने पर, ब्लूकोम 200 यूवी की सीमित सीमा, एक घास के ढेर में सुई की तरह होती है। इसका मतलब है कि अब हम सबसाइड संचार कर सकते हैं और गुप्त रह सकते हैं। यह सबमरीन और नई मानव रहित पानी के नीचे वाहन (यूयूवी) अवधारणाओं की एक नई पीढ़ी के लिए बहुत अच्छी खबर है।

पनडुब्बियों के लिए एक बल गुणक के रूप में मानव रहित वाहन एक नया विचार नहीं है। 1997 में, नेशनल रिसर्च काउंसिल ने "टेक्नोलॉजी फॉर द यूनाइटेड स्टेट्स नेवी एंड मरीन कॉर्प्स, 2000-2035" का वॉल्यूम 6 प्रकाशित किया। इस दस्तावेज़ में, लेखकों ने विस्तार से बताया कि कैसे AUV / UUV सिस्टम का उपयोग ऑपरेशन के समर्थन में किया जाएगा और इस दृष्टि को होने के लिए आवश्यकता के रूप में सुरक्षित संचार लिंक का हवाला दिया जाएगा। BlueComm 200 UV इस लिंक को सुरक्षित और गुप्त रूप से प्रदान कर सकता है।

BlueComm 200 UV के साथ, अतिरिक्त-बड़े मानवरहित अंडरवाटर वाहन (XLUUV) प्लेटफ़ॉर्म अन्य वाहनों के साथ या चोक पॉइंट पर ग्राउंड स्टेशन के साथ काम करने और संचार करने में सक्षम होंगे, विदेशी एजेंटों से अवतारों की निगरानी, पता लगाने और रोकने में मदद करेंगे।

व्यावहारिक उदाहरण
यह सब गुप्तता के बारे में नहीं है, हाल ही में हमने काफी विपरीत हासिल किया। प्रौद्योगिकी क्षेत्र में बाहर थी, पहले एक दुनिया को प्राप्त करने के लिए इस्तेमाल किया जा रहा था। नेकटन फाउंडेशन के साथ काम करना: एसोसिएटेड प्रेस और फिर स्काई न्यूज ने एक मानवयुक्त सबमर्सिबल से एक जहाज में वायरलेस ट्रांसमिशन का लाइव ट्रांसमिशन हासिल किया और फिर हमारे मुफ्त अंतरिक्ष ऑप्टिकल मॉडेम का उपयोग करके लाखों घरों में। नेकटन फाउंडेशन दुनिया के महासागरों के बारे में हमारे ज्ञान और समझ को बदलने और इस अंतिम महान जंगल के संरक्षण और शासन को गति देने में मदद करने के लिए स्थापित किया गया था, गहरे समुद्र। उनके पहले डिसेंट पहल में दो मानवयुक्त सबमर्सिबल का उपयोग करते हुए, हमारे कम से कम संरक्षित स्थानों में से एक का पता लगाने और उनका संरक्षण करने में मदद करने के लिए दो मानवयुक्त सबमर्सिबल का उपयोग करना शामिल था।

एक Saab Seaeye वायरलेस संचार के लिए BlueComm मुक्त अंतरिक्ष ऑप्टिकल मॉडेम का उपयोग कर सबरीट्यूट।
फोटो: सोनारडाइन

इस मिशन में, उन्होंने एक सबमर्सिबल पर एक ब्लूक्रॉम 200 यूवी के साथ एक डिप्रेसर (एक सतह पोत से एक सक्षम रिसीवर) स्थापित किया और दूसरे पर, एक ब्लूकोम 200 जो पर्याप्त अलगाव रखने के लिए एक प्रोटोटाइप ग्रीन लाइट वेवलेंथ के साथ काम कर रहा था। प्रत्येक इकाई और अवसाद के बीच हस्तक्षेप को सीमित करने के लिए तरंग दैर्ध्य। डिप्रेसर 90 मीटर की गहराई तक डूबा हुआ था और ब्लू मैन का उपयोग करके दो मानवयुक्त सबमर्सिबल के साथ वायरलेस तरीके से संचार करने के लिए इस्तेमाल किया गया था। इस व्यवस्था के साथ, स्काई न्यूज के प्रस्तुतकर्ता एना बोटिंग स्वयं को मानव निर्मित सबमर्सिबल में से एक के अंदर फिल्म करने में सक्षम थे, उच्च परिभाषा वीडियो का उपयोग कर रहे थे, और उस डेटा को ग्रह के चारों ओर लाखों घरों में रहते थे, या सूरज से कोई हस्तक्षेप नहीं करते थे। गुप्त संचालन का समर्थन करने के लिए बिल्डिंग ब्लॉक तैयार और सिद्ध हैं।

लेखक के बारे में

लेखक: Ioseba (जो) टेना।