Мы сделали самый маленький в мире гидроакустический модем

    Приветствую тебя, наш дорогой хаброчитатель!


    «Так уменьшились Духи, и чертог
    Вмещает неисчетные рои
    Просторно.»
    (С) Джон Мильтон, Потерянный Рай

    Адепты темного кагала подводной связи и навигации денно и нощно трудятся над внесением этой самой подводной связи и навигации в массы, и сегодня один из них, как и обещал, доложит о проделанной работе и достигнутых успехах.



    Итак, мне кажется на этот раз мы достигли физического предела и скорее всего нельзя сделать устройство для передачи цифровых данных звуком через воду на дистанцию 1000 метров сколь-нибудь заметно меньше.

    Кого взволновала тема — вперед, к гидроакустическому изобилию, под кат!

    Традиционно осознавая, что тема гидроакустической связи и связанных с ней проблем знакома далеко не всем, предлагаю набор наших (и не только)


    Кратко упомяну, что у нас тут 95% океана остается неисследованным, и сложность не только в том, что мы уже не можем жить под водой, но и в том, что под водой не распространяются радиоволны (сколь либо адекватной частоты), и соответственно все, что возможно на земле и в небе при помощи радиосвязи становится практически невозможным даже под тонким слоем воды, и да, там еще в основном темно и мутно.

    Человечество пытается выкручиваться, и сегодня единственной более-менее широко распространенной альтернативой радиосвязи под водой является акустика, точнее гидроакустика. При помощи звуковых волн, которые к слову сказать, распространяются в воде в пять раз быстрее чем в воздухе:


    А еще просто передают цифровые данные, при этом, зачастую в наше время хорошим тоном является совмещение передачи данных с навигацией.

    Устройства, при помощи которых цифровые данные передаются через воду называется (как ни странно) гидроакустическим модемом.

    Передавать данные звуком через воду сложно, но можно


    Чтобы понять почему это сложно, представь себе, что ты смотришь сквозь журчащий ручей на лежащую на дне газету и пытаешься ее прочитать. Все что тебе удается разобрать через бегущую рябь и блики — заголовок. Сильно напрягая глаза, возможно, у тебя получится примерно разобрать (даже, скорее догадаться), текст подзаголовков, понять же что написано в колонках получится при большом везении, когда рябь на мгновение разглаживается и между глазом и текстом остается тонкий слой ламинарно текущей воды.

    Звук в воде распространяется нелинейно, претерпевая изгибы (рефракция), отражения, сложения и вычитания отраженных копий сигнала (реверберация и многолучевое распространение), доплеровское смещение а также растяжение и сжатие спектра.

    Следуя нашей аналогии, чем крупнее заголовок — тем проще его прочитать, то есть чем меньше скорость передачи — тем надежнее связь в общем случае, «догадаться» что написано в более мелком тексте можно сравнить с помехоустойчивым кодированием (на это надо время и дополнительная информация), а прочитать совсем мелкий текст можно только в хороших условиях.

    Близкие к радиосвязи люди справедливо заметят, что все перечисленные трудности присущи в той или иной степени и радиоканалу, однако же основные отличия состоят в том, что в гидроакустике для передачи данных нам доступна полоса где-то от 5 до 100 кГц с очень большой натяжкой (в реальности заметно меньше), и контрольный в голову: если (плюс-минус) передать данные в полосе 5-15 кГц сильно потрудившись получится на 10-20 км, то уже в полосе 80-100 кГц достичь дальности в 1 км возможно при изрядной доли везения, что связано с сильной неравномерностью затухания звуковых волн разных частот.

    Ну и да, скорость звука немного меньше скорости света — всего-то в 200 000 раз.

    Для иллюстрации возможностей современных гидроакустических модемов приведу здесь табличку из диссертации (страница 54 по PDF) Bridget Benson, очень популярную у тщетно пытающихся сделать гидроакустический модем «на коленке». Табличка несколько устарела, ибо указанная работа датируется 2010 годом, и, к сожалению, я не могу ее исправить на основании слухов, поэтому привожу в неизменном виде:

    Производитель Модем Полоса, кГц Потребляемая мощность (передача), Вт Дальность, км
    Aquatec AQUAModem 8-16 20 10
    DSPComm AquaComm 16-30 varied 3
    TriTech MicronModem 20-24 7.92 0.5
    WHOI MicroModem 25 50 1-10
    Benthos ATM885 16-21 28-84 2-6
    EvoLogics S2CM48/78 48-78 2.5-80 1
    LinkQuest UWM2000H NS 1.5 0.8
    UCSD UCSDModem 40 1.3-7.0 0.4


    Производитель Модем Потребляемая мощность (прием), Вт Модуляция Скорость передачи, бит/с Цена, $
    Aquatec AQUAModem 0.6 DSSS 300-2000 7600
    DSPComm AquaComm varied DSSS/OFDM 480 6600
    TriTech MicronModem 0.72 DSSS 40 3500
    WHOI MicroModem 0.23/2 FSK/PSK 80/5400 8100-9400
    Benthos ATM885 0.7 FSK/PSK 140-15360 7200-11000
    EvoLogics S2CM48/78 0.5 S2C 15000 12500
    LinkQuest UWM2000H NS Proprietary 9600 7000
    UCSD UCSDModem 0.42 FSK 200 350*
    * Component cost estimate only

    Что изменилось с 2010 года? Benthos был куплен Teledyne, Aquatec больше не делает акутичесские модема (делает теперь только оптически на дистанцию 1 метр), а модемы EvoLogics по дошедшим до меня слухам значительно подешевели. Но самое глобальное изменение с моей точки зрения произошло совсем недавно: гидроакустические модемы появились на alibab-e. По цене порядка $1000-$2000 за штуку. В китае есть технология, и скорее всего она перешла в разряд гражданских. Господа из таблички принимают в свои ряды новых членов.
    Но пока медленные китайские производители только-только выпустили устройства по цене $1000-$2000 за штуку, опытные DSPComm с модемами от $6600 уже давно написали на своем сайте что их цель — модемы дешевле $1000.

    Люди стараются сделать дешевый гидроакустический модем


    И ключевое слово тут «дешевый» — достаточно просто забить в гугле «Low cost underwater acoustic modem». Если отбросить ворох дипломных работ, подозрительно близко повторяющих диссертацию Б. Бенсон, то все равно останется достаточное количество интересных проектов. Интересное на мой взгляд обобщение сделали испанские товарищи. Во многом очень честное, без особых попыток что-то приукрасить.

    Но вернемся к теме статьи


    Упомянутые китайские продукты пугают своей основательностью: Ф120х600, вес 12 кг, 40 Ватт передатчика толкают данные со скоростями от 140 до 1200 бит/с на расстояние до 20 километров. Что касаемо скорости передачи — рекомендую всегда смотреть на нижнюю границу диапазона.

    Самый маленький (и самый дешевый) модем из тех, что представлены в табличке — MicronModem от английской spin-off компании университета New Castle имеет размеры Ф56х79 мм, сухой вес 235 грамм и по заявлениям производителя может передавать пользовательские данные со скоростью 40 бит/с на расстояние до 500 метров.

    Неплохо, но 2016 году мы выпустили наш RedLINE, который при размерах Ф64х62 мм и сухом весе 360 грамм может передавать цифровые данные со скоростью 80 бит/с на расстояние до 8000 метров, при этом стоя значительно дешевле конкурента, да еще обладающий функцией ретрансляции. Во многом так плотно упаковать «духов в чертог» получилось благодаря стараниям StDmitriev, и немного моим. Наша идея затем оформилась в целый патент.

    Забегая назад


    Зададимся вопросом, а из чего вообще состоит модем? Как правило из приемопередающей антенны, выполняемой из одного или нескольких пьезокерамических колец, усилителя мощности, предусилителя и фильтров, а также какого-нибудь цифрового сигнального процессора. Вроде бы не rocket science? Но ведь и в ракете стоимость всех материалов и агрегатов составляет лишь менее 10% от стоимости самой ракеты.

    Пока технология не обрела статус массовой — она остается недешевой.

    А мы хотим, чтобы купить гидроакустический модем было не сложнее, чем купить Arduino, GPS- или радиомодуль.

    Что мы делаем для этого? Продолжая эксплуатировать наш патент StDmitriev на этот раз «затолкал духов» в чертог еще меньшего размера, а я соответственно запилил новую прошивку, которая смогла бы в полной мере использовать получившееся рекордное железо.

    Знакомьтесь, это uWAVE — самый маленький и дешевый в мире гидроакустический модем



    Теперь духи теснятся в цилиндре размером Ф40х45 миллиметров, вес которого не превышает 160 грамм. Шипение духов позволяет передать данные со скоростью 78 бит/с на дистанцию до 1000 метров. А сам модем можно питать даже от USB.

    На следующих фото сравнение размеров RedLINE (желтый) и uWAVE (красный):





    Но и это еще не все: модем поддерживает не только передачу по т.н. прозрачному каналу с кодовым разделением абонентов, но и командный режим, в котором можно удаленно запрашивать глубину, температуру (на борту есть встроенный датчик) и напряжение питания удаленного абонента с измерением времени распространения сигнала. А для задач телеуправления предусмотрено 9 кодовых пользовательских команд.

    Но даже это не главное, а главное то, что нам удалось побить собственный же ценовой рекорд и розничная цена на модем uWAVE составляет $480. Это в 6 (ШЕСТЬ, КАРЛ!) раз дешевле ближайшего английского аналога, при в два раза большей дальности, и в два раза меньших размерах. Мы аккуратно надеемся, что при увеличении объемов производства цена может быть снижена еще.

    Как видно, мы уложились в ожидания 7.6% проголосовавших в предыдущей статье, а этот ценовой диапазон занимает второе место по голосованию после пока недостижимого $100-$200.

    Если кто-то сможет сейчас меньше и дешевле при таких же характеристиках — даю слово: тут же ухожу из профессии!

    Когда я говорил о том, что мы достигли дна физического предела по размерам, имелось в виду то, что даже если и удастся уместить всю электронику в меньшем объеме, размер применяемого кольца не позволит эффективно работать в данной полосе частот, и по энергетике не получится достичь указанных характеристик. Чем меньше пьезоэлемент, тем хуже он излучает низкие частоты, чем выше частоты, тем меньше дистанция связи. Такие дела.

    А зачем все это надо?


    “Разве миллиарды безвестных костяков в безвестных могилах не взывали к нам, не требовали и не укоряли? Мне видятся миллиарды прошедших человеческих жизней, у которых, как песок между пальцев, мгновенно утекла молодость, красота и радости жизни, – они требуют раскрыть великую загадку времени, вступить в борьбу с ним! Победа над пространством и есть победа над временем – вот почему я уверен в своей правоте и в величии задуманного дела!” (С) И. Ефремов, Туманность Андромеды


    “Во-первых, это просто красиво…” (С)

    Если серьезно, то в последнее время особенно востребована тема связи со стаей автономных аппаратов, подводного интернета вещей, и прочих невероятных вещей. Вот, коллеги делают очень разного размера автономные аппараты (глайдеры), на которых разместить продукт китайской промышленности весом 12 килограмм не то чтобы проблематично, но немножко невозможно, а особенно сильно невозможно его питать силами этого аппарата, вот к примеру, взгляните на этого малыша

    image

    На вкусное


    Я хочу рассказать как мы повторили опыт из предыдущей статьи, где определяли географическое местоположение одного из модемов RedGTR при помощи другого такого же модема, GPS-модуля и китайской приманочной лодочки на радиоуправлении.

    Я на скорую руку переделал приложение, чтобы оно могло работать с модемами uWAVE, а бортовую прошивку лодочки даже не пришлось изменять. Протокол сопряжения с модемами сделали еще проще.

    Из-за нехватки времени мы не поехали на нашу любимую Пичугу, а удовольствовались запасным вариантом — пруд Южный, знакомый нам водоем, с глубиной от 2 до 1.5 метров.

    В этот раз «маяк» располагался на плотике из твердого теплоизола, и питался от Power Bank-а, что видно на фото:



    Погрузка плотика с маяком на лодку:



    Рабочий момент:


    В общем все ожидаемо заработало и в итоге мы получили пару треков с точностью определения лучше 1 метра. Вот так:



    И вот так:



    На фото выше увеличенная часть трека, а весь он в виду вытянутости водоема на следующем фото:



    Зеленым показан трек измерений — точек, где замерялась дистанция до ответчика, а там, где он отстает от синего (трек лодочки) акустическая связь обрывалась. Причина этого достаточно проста и банальна — гидрологические условия такие, что вряд ли кто-то кроме городских сумасшедших нас догадался бы окунать в такой водоем такое оборудование и пытаться передавать там данные.

    В обоих случаях получили отклонение от реального положения маяка в районе 70-90 сантиметров.

    Вот так это выглядит на экране пультового приложения:



    Модем на лодочке питается от свинцового АКБ, его напряжение а также глубина и время распространения отображаются слева вверху, модем — «ответчик» питался от Power bank-а, его напряжение ожидаемо 5 Вольт, а глубина 80 см. Температура воды по данным запрашивающего 14.7 °С, а по данным ответчика 13.8 °С.

    Из перспектив, связанных с данной веткой устройств


    • планируем сделать пеленгационную антенну для работы с uWAVE;
    • уже готовы прошивки для длиннобазисной системы, в которой uWAVE модем выступит в роли пингера, а его местоположение можно будет определять при помощи четырех маленьких буев. Как только освободимся от текущих задач — займемся разработкой корпусов и плат.

    В заключение


    Спасибо за внимание, как всегда, обоснованная критика и пожелания приветствуются!

    P. S.


    А еще он такой прикольный, маленький =)

    Мы получили истинное наслаждение в процессе разработки нашего самого-самого модема, это один из таких моментов, ради которых мы и работаем.

    P.P.S.


    Успех предприятия отметили чаепитием, не вылезая из байдарки.

    AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

    More
    Ads

    Comments 68

      0
      Всегда была интересна тема связи. А есть большая разница для связи если вода соленая или пресная?
        +1
        Если вода соленая равномерно — то особой разницы нет, чуть другая скорость звука будет. А если слои с разной солёностью (а значит и плотностью), то на границе таких слоёв звук может полностью отражаться и например, не пройти куда нужно. В этом смысле конечно есть разница. Но слои с разной плотностью могут быть не только из-за солёности но и из-за температуры например (нагретые и холодные слои)
          0

          А насколько типичный термоклин на 6 метрах (с 15 до 5 градусов перепада) может повлиять на связь?
          И какая максимальная рабочая глубина ваших модемов?


          Относительно недавно был свидетелем гибели двух дайверов. И глубина вроде бы не предельная..(на 31..35 метрах все произошло). Судя по всему (по расположению тел) потеряли друг друга, стали активно искать друг друга и и… азотка накрыла.
          Конечно такой модем не панацея, но лучше какой то способ связи чем никакой в таких случаях.

            +1
            На 6 метрах скорее всего никак не повлияет. Тем более, что антенны, зачастую, отпускаются глубже и это не большая проблема.
            Для водолазов у нас есть голосовая связь (о ней была статья) с возможностью определения местоположения водолаза.

            Максимальная глубина для модемов — 300 метров.
        0
        Почему-то вспомнилось исследование, в котором говорится как киты в океане стали меньше общаться из-за шума в воде создаваемого человечеством. И как следствие, их популяция стала сокращаться.
          0
          Вообще, за последние 20 лет киты просто понизили частоту на которой общаются, дабы обойти шумность, если верить исследованиям которые читал. В плане гидроакустики людям до них очень далеко)
            0
            Если память не изменяет мне, подавляющая часть шума связана с судоходством и гидролокацией. Акустическая связь очень редкая штука и весьма локальна
              +5
              Почему-то вспомнилось исследование, в котором говорится как люди на земле стали меньше общаться из за интернета, телефонов и социальных сетей. И как следствие, их популяция будет сокращаться. :(
                0
                Просто сняли у меня с языка — та же мысль пришла в голову!
              0
              Здорово! А в чем секрет компактности? Это «просто» оптимизация места, или какие-то новые принципы в работе?
                0
                По большей части — прямая миниатюризация и оптимизация места, но и в части цифровой обработки тоже потребовались изменения. Принцип же остался прежний, всё работает нагло используя звук) Идея уменьшения модема фоново крутилась в голове почти год, но руки не доходили)
                +4
                Это в 6 (ШЕСТЬ, КАРЛ!) раз дешевле ближайшего английского аналога

                А вы сравните зарплаты своих сотрудников с зарплатами английских электронщиков, монтажников и тд.
                И раскроется страшный секрет ))
                  +4
                  Hell yeah :(
                    +1
                    Monsieur, je ne mange pas six jours!
                    0
                    Мы и есть сотрудники
                    +1
                    Мне нравится, что вы делаете. Вдвойне приятно, когда российская команда делает что-то уникальное и конкурентное. Но вот это ваше стремление в массовый сектор неизбежно приведёт к размытию вашего участия в конечном продукте. Неважно, кто и когда скопирует, но совершенно очевидно, что чем выше спрос, тем быстрее это произойдёт. Вы действительно рассчитываете на массовое производство под собственным брендом в долгой перспективе?
                      +1
                      Рассчитываем и производим) Собственно, также производят Sonardyne, Teledyne, Evologics и многие другие. Ну и как показывает практика, копирование столь специфичных вещей большого смысла не имеет. Гораздо проще сделать самим, взяв на вооружение некоторую часть опыта конкурентов.
                        +1
                        В конечном итоге мы работаем на прогресс всего человечества, нельзя же быть как собака на сене
                        0
                        Какая разница сколько это стоит, кому надо всё равно купит (не дороже денег), а кому побаловаться им важнее процесс «изобретения» этого самого модема, а не его использование ) При строительстве моста, в графе сметы «подводное обследование опор» цена итого изменится на доли процента. Параметр размеры гораздо интереснее: но из статьи не понятно, почему другие образцы такие большие, наверное на 155 серии спаяны :D

                        Насколько безопасно оборудование для водолазов, если дуру 12кг включить в «розетку», не по всплывают ли эти самые водолазы «кверху брюхом»
                          0
                          Всё потому, что у других они тёплые и ламповые)

                          12кг на водолаза точно никто не повесит, у него и без этого работа тяжёлая. А вот на какой-нибудь аппарат вполне могут, да и как донный маяк-ответчик. Там вес уже особой роли играть не будет (лишь бы тонуло).
                          0
                          Какой пьезо применяете? Что-то серийное или своё?
                            0
                            Серийное. Делать свою пьезокеармику даже не планируем (уж очень сложный и затратный процесс, как и производство кварцевых резонаторов), да и у производителей можно найти всё, что душе угодно.
                            0
                            До чего крутыми вещами занимаетесь.

                            Тут глупый вопрос есть: Если условно взять обычный модем, сделать схему согласования с пьезокерамикой, и опустить в воду, то работать не будет? Даже на очень маленьких скоростях.
                              +2
                              Коллеги из дружественной организации такой эксперимент с dial-up модемом проводили, ради шутки. Утверждают, что работало на дистанциях до 30 метров.
                                0
                                Стало прям дико интересно попробовать :).
                                  +1
                                  И таки стало очень интересно узнать, что получится) Ждём статью на хабре)
                                    0
                                    Да. Тут главный вопрос, как грамотно реализовать акустический соединитель. Т.е. как сделать выход модема микрофоном и динамиком. Есть готовые модемы, которые так и называются акустические соединители. Во времена модемной молодости я пробовал такой собрать, просто из трубки и батарейки КРОНА, но работало плохо
                                      0
                                      А вы возьмите одну пьезу на приём а другую передачу
                                        0
                                        Это ещё надо правильно согласовать с телефонной линией. В общем вот прям включил и победил — не получится
                                      +1
                                      Вопрос сейчас стал в том, как лучше сделать динамик на передачу и на приём. Какие брать пьезы, какие схемы усиления и т.п.

                                      А так, всё оказалось проще, чем я думал. Можно даже модемы сами не использовать, достаточно звуковой карты.



                                      Вчера в ночи снял
                                        0
                                        Отлично! Ждём продолжения) Пьезы можно взять плоские, как во всяких будильниках/часах. На алиэкспрессе продаются пачками и очень дёшево.
                                          0

                                          Да, это я понимаю. Каким образом передавать звук в воду? Как разместить, залить силиконом?

                                            0
                                            Да без разницы — на попробовать можно акриловым лаком брызнуть. В идеале по краям обжать если речь о пьезопищалке
                                0
                                В мире wifi хайп (был) вокруг waveforming'а. Не планируете что-то такое же? Тестирование акустического канала между получателем и отправителем с подстройкой нескольких динамиков для формирования правильной звуковой картинки у получателя.
                                  0
                                  Beamforming? Если оно, то в воде так сделать не получится. Обычно объект находится в неизвестной точке, да ещё и движется (плюс движение среды), к этому делу примешивается многолучевое распространение сигнала и прочие радости подводной жизни. И сделать Tx beamforming, как в wifi врядли выйдет. Но, как и в радио, можно сделать узкую диаграмму направленности антенны. Правда может возникнуть необходимость точно ориентировать антенны, что почти невозможно для небольших устройств вроде нашего модема (да и для более габаритных).
                                    0
                                    А подводные лодки тогда как работают?
                                    У них там вполне себе фазированные решетки применяются.
                                      0

                                      Тоже вопрос такой возник.
                                      В порядке бреда.
                                      Если пьезоэлементы разместить в вершинах условного тетраэдра можно попробовать менять диаграмму направленности засчёт сдвига фазы.
                                      Из-за того, что частоты низкие, затраты на обсчёт этого ужаса могт влезть в относительно слабый процессор.
                                      Совсем не уверен, будет хоть насколько-то эффективно в воде. Среда неудобная.
                                      Но любопытно — жуть.
                                      Стенд для тестирования можно чуть ли не в тазике собрать...

                                        0
                                        Собственно, примерно так и делаем. Правда только на приём и конфигурация антенны немного сложнее. Нужно это, в основном, для пеленгации.
                                        Если формировать диаграмму направленности на передающей антенне, то там совсем дохлого микроконтроллера хватит, но на передачу стараемся использовать только всенаправленные антенны, поскольку обычно неизвестно местонахождение приёмника (для модема оно таковым и остаётся).
                                      0
                                      Как правило за время анализа канал может измениться, и весь анализ устаревает слишком быстро
                                      0
                                      Hаверное было здорово построить mesh сеть под водой
                                        0
                                        Сейчас это очень модно. Но на мой взгляд не особо эффективно. Во многом из-за скорости распространения (~1500 м/с) и крайне неустойчивого канала связи.
                                        0
                                        Спасибо за интересную статью!
                                        А до какой глубины может погружаться передатчик?
                                        И не посоветуете ли, в какую сторону посмотреть на тему наиболее дешевого подводного излучателя для DIY? Несколько раз задумывался — ничего дешевого не нашел (
                                          +1
                                          Рад, что вам понравилось. Если вы про максимальную глубину модема из статьи — это 300 метров (в статье есть ссылка на спецификацию), самый дешевый излучатель для DIY как я уже неоднократно говорил это часовая пьеза. Продаются на Али по 100 р/100 штук 25 мм и где-то по 100 р/10 штук 35 мм, дешевле я не знаю )
                                          0
                                          А применяется ли какой-то аналог антенн? В радиосвязи и обычной воздушной акустике рупоры могут дать усиление сигнала в тысячи раз (+20 Дб, +40 Дб и так далее). По аналогии и в подводной связи, вероятно, можно применять направленные излучатели. Вроде как длина волны в разумных пределах, 10 см, можно делать некие резонаторы объемные.
                                            0
                                            Да можно направленные, но в связной системе зачем это делать? Направленные в гидролокации применяют как правило. А в связи наоборот, всегда стараются сделать omnidirectional антенны. Усиление и предусиление это вообще не проблема, проблема в канале передачи: шум, многолучевое распространение и т.п.
                                              0
                                              Если объекты стационарны, стараются переходить на направленные антенны. Если подвижны, то стараются сигнал направлять хотя бы вдоль линии горизонта. Это как-раз усиливает соотношение сигнал/шум.
                                                0
                                                В нашем случае объекты могут быть по всей толще воды, и даже есть спец термин «вертикальный канал», когда идёт обмен между судном и чем-то глубоко под ним. Ну и стационарные абоненты под водой редкость — хотя бы один обычно перемещается
                                            0
                                            Про скорость интересно — эти 80 бит/сек кажутся совсем уж маленькими, какого рода данные и какие обьемы обычно передаются такими модемами? (Я давно мечтаю купить подводного дрона, подумал, что круто было бы не иметь провод, а чтобы он по воде передавал данные, но на 80 бит/сек врядли особо видео по-передаешь)
                                              +1
                                              Макс скорость у коммерческого модема ~65 кбит/с на 300 метров. А передают обычно телеметрию, управляющие команды, показания датчиков каких-нибудь и т.п.
                                                0
                                                То есть у вашего маленького просто возможности меньше? У вас там везде написано 80 бит/с, или это на максимальной дальности?
                                                  +1
                                                  Не совсем так. Чем выше скорость передачи тем меньше надёжность и дальность, а это резко ограничивает условия в которых модем будет стабильно работать.
                                                  65кбит/с, на данный момент, абсолютный рекорд для модемов и делался модем под конкретные условия, и для конкретного заказчика (насколько нам известно).
                                                  У нас же главной целью была надёжность при передачи данных, поскольку без этого нельзя строить навигационные системы. Собствено, какой смысл в быстрой передаче данных, если всё равно ничего не приходит?

                                                    +1
                                                    Ну, он, например, самый маленький в мире и стоит в среднем раз в 15-20 дешевле других устройств (при том что у него макс. Дистанция 1000м и встроенный датчик давления), простите ему отставание в скорости :)
                                                      +1
                                                      Не не, я не пытался как-то обидеть вашего кроху, просто хотел понять, как это все связано.
                                                        +1
                                                        У нас постоянная скорость на всех модемах — делаем ставку на более надежную передачу. Часто делают адаптивную скорость — но это большое усложнение, более мощные DSP, более сложный аналоговый тракт и часто в плохих условиях (а они в основном такие всегда) скорость все равно падает до минимальной. Плюс вот эта подстройка под условия подразумевает какой-то ответ от реципиента (принял или нет, принял но плохо — давай помедленней) с учетом скорости распространения сигнала (~1500 м/с) и передачи туда-сюда в итоге все равно снижает скорость передачи очень сильно.
                                                          +1
                                                          Я что-то так задумался, поражают вот какие-то неожиданные (на первый взгляд) трудности, например, что определение положения непросто сделать в помещениях, в смысле что на улице GPS более менее везде работает, не надо ничего особенного придумывать, а в помещении нужно огород городить. А ведь в любом фантастическом фильме или в игре герой перемещается в лабиринтах и видит карту, где он находится.

                                                          И вот туда же передача по воде — или провода или гидроакустика (я впервые про это узнал), и все. Никаких подземных городов и акванавтов, смотрящих Нетфликс по дороге на соседнюю базу. Хитро мир устроен, не везде пролезешь.

                                                          А не знаете ли какие-то принципиальные других подходов к передаче данных по воде, которые что-то более серьезное обещают?
                                                            +1
                                                            Пока не знаем. Подводные лодки используют радиосвязь на ооооочень длинных волнах (СНЧ/КНЧ диапазон). Ну и оптические модемы, которые хоть и обеспечивают высокую скорость передачи, но работают на дистанциях в единицы (иногда десятки) метров. Оба этих метода крайне специфичны. Оптические модемы крайне чувствительны к прозрачности воды, а антенны для СНЧ/КНЧ диапазона способны поразить воображение своими габаритами.
                                                              +1
                                                              Ещё из фантастики — нейтринная связь :)
                                                0
                                                RedLINE (желтый)
                                                Логичненько.
                                                uWAVE (красный)
                                                А почему бы не «yWAVE», раз уж он красный?
                                                  0
                                                  Цвета такие потому что на фото тестовые девайсы и мы красителями баловались. Так то они чёрные вообще
                                                  0
                                                  А у вас в модеме электроника встроена в антенну?

                                                    0
                                                    Да, все наши модемы (а также маяки-ответчики, навигационные приемники) выполнены в виде моноблока. В статье даже есть ссылочка на патент. Снаружи приходит только питание + UART.
                                                      0
                                                      Расскажите пожалуйста поподробнее о высокоскоростном модеме Natrix. Очень интересно, как вы добились частотного диапазона 10-45 кГц при таком маленьком размере 64 х 62 мм?
                                                        +1
                                                        В этом больших проблем нет. Все параметры пьезокерамики нам известны, а дальше уже дело техники. Можно согласовывать, можно корректировать сигналы, можно играть с предусилителями (всё это уже от задачи и возможностей зависит). А вот с каналом передачи, к сожалению, так просто не получается) Вода всё время преподносит сюрпризы.
                                                          0
                                                          Ведь пропускная способность канала связи определяется полосой частот и помехоустойчивостью канала. Вот в вашей табличке разных производителей такой широкополосности не достиг никто. Вода конечно преподносит сюрпризы, но она у всех одинаковая.
                                                            0
                                                            Широкополосность это не самоцель. В натриксе так просто пришлось сделать. У него скорость 560 бит/с. Кстати табличка, как я упомянул, не наша — я ее взял из диссера Бриджит Бенсон
                                                    0
                                                    «позволяет передать данные со скоростью 78 бит/с на дистанцию до 1000 метров» — как-то слабенько. Мы, так если что, на 1000 метров в аналогичном водоёме с не самой весёлой акустикой спокойно 2400 передавали, несущая — около 30КГц. Пробовали и OFDM-модуляцию и правленный Mil-Std-110 из КВ-связи, оба работают. Причём у нас ещё и что-то типа сетевых возможностей было. И по размерам это всё было не больше вашей, у нас вся обработка была сделана на 32-разрядном Ti'евском TM4C, в том числе и автономный режим был предусмотрен от батарей (типа буя).
                                                    У нас не было цели именно коммерческий продукт делать, поэтому бизнес-план мне не понятен — вам виднее, но $480… хм… там себестоимость комплектующих, даже если на коленке собирать, 60 баксов от силы.
                                                    Может конкуренцию вам устроить? :) :):)
                                                      0
                                                      Рад слышать это! Сравнение водоемов «на глаз», ну такое дело. У нас тоже есть сетевые возможности, автономный режим, передача телеметрии и измерение времени распространения. Встроенный датчик давления/температуры, и возможность работать в режиме пингера и ответчика.
                                                      Чтобы не прослыть голосновным, предлагаю дуэль модемов у нас на пруду :) Глубина 2 метра, дистанции даже пусть будут щадящие — 100, 200, 300 метров. Если будет интересно — разойдемся и на километр. Программа испытаний такая: по очереди излучаем-принимаем на разных дистанциях туда-обратно, считаем ошибки. Если сделаете рабочие модемы по меньшей цене и составите конкуренцию, что ж, с честью приму поражение и пожму вам руку

                                                    Only users with full accounts can post comments. Log in, please.