Mới đây, các nhà khoa học và các kỹ sư thuộc Viện Hải dương học Woods Hole (bang Massachusetts, Mỹ) đã phát minh ra hệ thống liên lạc quang học dưới biển được hỗ trợ bằng sóng âm. Đây được đánh giá là một cuộc cách mạng thực sự trong lĩnh vực thu và truyền tải dữ liệu tốc độ cao dưới đáy biển.

Mô phỏng hệ thống liên lạc quang học.

Norman E. Farr, kỹ sư đứng đầu nhóm nghiên cứu của Viện Hải dương học Woods Hole, cho biết: cùng với khả năng truyền tải những video thời gian thực từ tàu ngầm đến các tàu trên mặt nước, hệ thống này còn có thể được sử dụng để điều khiển các tàu ngầm mà không cần đến bất kỳ một kết nối cơ học nào với các tàu trên mặt nước, nhờ sự kết hợp giữa công nghệ sóng âm và công nghệ quang học. Nó không chỉ là một bước tiến về công nghệ mà còn có thể đơn giản hóa cũng như giảm chi phí cho quá trình điều khiển tàu ngầm.

So với liên lạc trên không thì việc liên lạc dưới mặt nước gặp rất nhiều khó khăn bởi phóng xạ điện từ bị cản trở trong môi trường nước. Ánh sáng chỉ có thể truyền đi được vài trăm mét trong môi trường nước sạch và gần hơn nữa trong nước bẩn hay nước ô nhiễm nặng, do đó công nghệ quang học không được ứng dụng trong hoạt động truyền tải dữ liệu. Vì vậy kỹ thuật sóng âm được nghiên cứu và phát triển để thay thế kỹ thuật quang học và hiện nay vẫn đang là phương thức liên lạc tối ưu giữa tàu mẹ và các phương tiện khác như tàu lặn tự hành hay robot.

Mặc dù có thể truyền dữ liệu ở khoảng cách xa nhưng phương thức liên lạc bằng sóng âm lại bị hạn chế về mặt tốc độ truyền tải do âm thanh không thể truyền nhanh trong môi trường nước.

Giờ đây, Farr và nhóm nghiên cứu của Viện Hải dương học Woods Hole đã phát triển một hệ thống liên lạc quang học tích hợp công nghệ sóng âm với tốc độ truyền tải từ 10 đến 20 megabit/s ở khoảng cách trên 100m, sử dụng các thiết bị thu-phát rẻ tiền, tiêu thụ ít năng lượng.

Nó cho phép truyền tải những video thời gian thực từ các tàu ngầm và các thiết bị lặn khác đến các tàu mẹ trên mặt nước gần như ngay lập tức. Nó có thể dò và đo đạc lượng acid trong nước để phát hiện các sinh vật biển, đồng thời xác định những chuyển động dưới đáy biển và đưa ra các thông tin cần thiết về khu vực biển đó. Thêm vào đó, hệ thống quang học có thể giúp con người điều khiển tàu ngầm từ xa mà không cần bất kỳ sự kết nối vật lý nào. Dưới mặt nước, khi tàu ngầm di chuyển ra khỏi phạm vi truyền tải của hệ thống quang học, nó vẫn nằm trong phạm vi hoạt động của sóng âm.

Hệ thống này đã khắc phục nhược điểm về tốc độ truyền tải của công nghệ sóng âm, đồng thời phát huy ưu điểm của cả hai công nghệ sóng âm và quang học trong lĩnh vực truyền tải dữ liệu, mang lại những tiềm năng không nhỏ đối với lĩnh vực hải dương học cũng như trong lĩnh vực quân sự.

Lê Thanh Sơn (Theo Spacewar.com)