Comunicazioni subacquee – Modem e trasduttori acustici

Comunicazioni subacquee wireless

Sebbene le comunicazioni subacquee possano essere effettuate tramite cavi e collegamenti, ciò limita la versatilità e la flessibilità dei sistemi coinvolti, in particolare nel caso di sottomarini e veicoli robotici. Le comunicazioni subacquee wireless possono essere implementate rapidamente e possono essere utilizzate in ambienti in cui la posa di cavi potrebbe essere pericolosa o poco pratica.

Le onde sonore vengono attenuate e assorbite meno rapidamente delle onde RF (radiofrequenza) o degli impulsi laser, pertanto le comunicazioni acustiche sono la forma più diffusa di tecnologia wireless subacquea. Le onde acustiche possono essere utilizzate per raggiungere distanze di comunicazione pratiche di diversi chilometri senza la necessità di un trasmettitore ad altissima potenza.

Sistemi di comunicazione acustica

Modem acustici
I sistemi di comunicazione sottomarini che utilizzano onde sonore richiedono un modem acustico. Questo dispositivo decodifica le onde acustiche catturate in dati digitali che possono essere gestiti da un computer e codifica anche tutti i dati digitali che devono essere trasmessi in forme d’onda acustiche.
Le informazioni digitali possono essere trasformate in un segnale acustico utilizzando una delle numerose tecniche di modulazione, tra cui:

• Modulazione di frequenza (FSK)
• Modulazione di fase (PSK),
• Multiplexing a divisione di frequenza ortogonale (OFDM)

I modem acustici possono anche applicare algoritmi di correzione degli errori per migliorare la robustezza della trasmissione dei dati in ambienti subacquei difficili.
Trasduttori acustici
I modem acustici si interfacciano con trasduttori acustici, dispositivi che convertono l’energia elettrica in onde sonore e viceversa. Questi trasduttori sono installati in proiettori, che trasmettono onde acustiche, e idrofoni, che le ricevono. I trasduttori piezoelettrici sono quelli più comunemente utilizzati, con tipi di materiali che includono ceramica, cristalli singoli, polimeri e compositi.

Applicazioni delle comunicazioni acustiche

I sistemi di comunicazione acustica sottomarina sono utilizzati per un’ampia gamma di applicazioni nei settori commerciale, industriale, della difesa e scientifico. Possono essere utilizzati per tracciare sottomarini, veicoli subacquei e altre risorse, nonché per trasmettere dati e informazioni da e verso la superficie. Possono anche essere utilizzati per estrarre informazioni raccolte da reti di sensori subacquei e sul fondo marino, come dati oceanografici e ambientali marini.