NTTやドコモ、世界初となる海中音響通信技術活用による1Mbps/300m伝送を達成

NTT、NTTドコモ、NTTコミュニケーションズの3社は2022年11月1日、海中での高速無線通信の実現を目指し、海中音響通信技術を用いた共同実験を行い、世界初の海中音響通信による浅海域(水深30m程度)での伝送速度1Mbps/300mを達成する伝送実験に成功したと発表した。

伝送実験系の構成

伝送実験系の構成

海中の無線通信は、「電波を利用する低周波電磁界通信」「光を利用する光無線通信」「音波を利用する音響通信」の3つに大別される。NTTは浅海域でも安定して長距離通信が可能な音響通信に着目し、さらなる長距離化・高速化に取り組んできた。

海中における無線通信は、陸上と比べて20万倍も低速となる遅延波の影響により、正常な通信が困難だった。また、テッポウエビなどの海洋生物が発する海中特有のインパルス性雑音の影響や浅海域特有の揺らぐ海面の反射波によるドップラーシフトの影響を受けやすく、高速・安定化を妨げる要因の1つとなっていた。

今回の実験は、受信機の音響通信装置の受信回路において、この遅延波の影響を除去する時空間等化技術と環境雑音耐性向上技術を組み合わせることで、従来の10倍以上高速となる伝送速度を実現した。ちなみに、1Mbps/300mとはSD画質(圧縮方式H.264・480p・30fps)の映像のストリーミング再生に必要な伝送速度に相当し、海中の設備や岸壁を撮影した映像を伝送することでリアルタイム劣化診断などへの適用が考えられるという。

本成果の位置づけ

本成果の位置づけ

また、NTTは本技術に対応した世界初完全遠隔無線制御型水中ドローンを実現した。

海上では、水中の映像を確認しながら水中ドローンを操作することができる。海上にある音響通信装置が水中ドローンに対し制御信号を送信。水中ドローンは制御信号に従い移動・撮影し、撮影した映像ストリーミングデータを海上にある音響通信装置に送信する。こうした無線制御の実現により、従来の有線制御型の水中ドローンでは航走が困難だった岩礁や構造物が入り組んだ狭いエリアにおいても、海上から水中映像を確認しながら水中ドローンを遠隔操作することが可能となり、水中ドローンを使った海中設備点検などの作業性向上や効率化が期待できるという。

水中ドローンのシステム構成

水中ドローンのシステム構成

NTTとドコモは本実験を通して各種条件に応じたデータの取得を進め、様々な条件に対応可能な通信方式などの技術を高度化させることで、さらなる高速化、長距離化の達成を目指す。NTTコムは、本技術の水産分野(養殖業での海洋環境調査など)における実用化を目指し、水産業に留まらず、港湾施設点検やダイビングをはじめとするエンターテイメント業界など、水中ドローンの導入が進んでいる他分野への拡大に向けて技術の幅広い活用を目指すとしている。

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