심해는 지상보다 정보 전달이 매우 어려운 환경이라고 하는데요

심해는 지상보다 정보 전달이 매우 어려운 환경이라고 하는데요. 전자기파가 잘 투과하지 못하는 심해에서 데이터를 원활하게 전송하기 위한 수중 음향 통신 기술의 원리와 한계점과 그리고 이를 보완하기 위한 최신 연구는 무엇인가요?

4개의 답변이 있어요!

  • 안녕하세요. 박재화 전문가입니다.

    심해에서는 전파가 물속을 잘 지나가지 못하기 때문에 보통은 소리처럼 퍼지는 음파를 이용해서 데이터를 주고 받게 됩니다. 수중 음향 통신은 잠수함이나 수중 드론이 신호를 보내면 물속을 타고 간 음파를 다른 장비가 받아서 해석하는 방식이에요.

    해당 방식의 장점으로는 먼 거리까지 잘 전달될 수 있다는 장점은 있습니다만, 공기 중 무선통신처럼 빠른 것이 아니고 지연도 생기고 주변 소음의 영향을 받기도 합니다. 또 바닷물 온도와 압력, 염분, 해저 지형에 따라서 소리가 휘기도 하고 반사되기도 해서 신호가 불안정해질 수 있다는 문제가 있습니다.

    심해 통신은 하나의 완벽한 기술보다는 거리와 속도에 맞춰가면서 여러 방식들을 혼합하여 사용하는 방법이 아무래도 현실적으로 중요할 것 같습니다.

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    채택된 답변
  • 안녕하세요.

    심해에 전파가 물에 거의 흡수돼서 휴대폰처럼 통신하기는 어려워요. 그래서 소리를 이용해서 데이터를 주고받는 방식이 쓰이죠. 하지만 소리를 쓰면 음파는 속도가 느리고, 바닷속의 지형이나 물의 상태에 따라서도 신호가 끊기거나 약해질 수 있어요. 그래서 큰 용량의 데이터를 빠르게 보내기에는 한계점이 존재하죠.

    최근에는 이것을 AI로 신호를 보정하거나, 가까운 거리에서는 레이저를 이용한 광통신을 함께 사용하는 연구가 진해오디고 있어요.

    감사합니다.

  • 안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.

    수중 음향통신은 전자기파 대신에 물속에서 잘 전달되는 음파를 활용해서 데이터를 주파수 신호로 변조해서 전송하는 원리입니다. 하지만 전송 속도가 느리고 주변 소음이나 반사로 인해서 신호 왜곡이 심하다는 한계가 있습니다. 이를 보완하기 위해서는 최근에는 인공지능 기반의 신호 처리 기술이나 빛을 이용한 수중 광통신을 결합하는 기술 연구가 진행되고 있죠. 대역폭을 넓히고 지연을 줄이려는 이런 노력들 때문에 앞으로 심해 탐사가 더 수월해질 겁니다.

  • 안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.

    심해에서는 전자기파가 물속에서 빠르게 감쇠하므로 주로 멀리 전달되는 수중 음향 통신을 이용하며 음파를 신호로 변환해 데이터를 전송하지만 속도가 느리고 지연이 크며 수온 염분 해류에 따른 신호 왜곡과 잡음으로 큰 한계가 있습니다 최근에는 음향 통신에 광통신과 저주파 전자기 통신을 결합한 하이브리드 방식 인공지능을 활용한 잡음제거와 신호 복원 자율무인잠수정을 중계기로 활용하는 기술이 연구되어 전송 속도와 신뢰성을 높이는 방향으로 발전하고 있습니다