Entiendo que, debido a las duras características del canal submarino, el ancho de banda efectivo para la comunicación bajo el agua (mediante acústica) está muy limitado. Pero me gustaría saber la razón técnica detrás de esto? ¿Y cuál es el impacto del canal submarino en el ancho de banda?
La comunicación acústica está fundamentalmente limitada porque el ancho de banda del canal es una función de la frecuencia de la portadora, y no puede usar portadoras de alta frecuencia en aplicaciones acústicas.
Las frecuencias típicas asociadas con la acústica subacuática están entre 10 Hz y 1 MHz. La propagación del sonido en el océano a frecuencias. Por lo general, no es posible bajar de 10 Hz sin penetrar profundamente en el fondo marino, mientras que las frecuencias por encima de 1 MHz rara vez se utilizan porque Se absorben muy rápidamente. La acústica submarina es a veces conocido como hidroacústica.
El ancho de banda del canal se limita entonces (dadas las circunstancias ideales) a la nyquist rate .
Cosas como la radio pueden usar canales mucho más anchos. El WiFi tradicional tiene un ancho de banda de canal típico de 20 Mhz, mientras que el ancho de canal máximo posible de un medio de comunicación acústico es ~ 1 Mhz.
Básicamente, el medio de transmisión física impone un límite superior duro en el rendimiento disponible, que luego se reduce aún más por las limitaciones del mundo real (por ejemplo, ruido bajo el agua, etc.).
Es difícil transmitir señales de ancho de banda amplio a niveles de potencia razonables debido a las limitaciones de los transductores subacuáticos. La mayoría de los transductores acústicos subacuáticos se utilizan en sus frecuencias de resonancia para lograr eficiencias de transmisión razonables. Además, la mayoría de estos transductores tienen Q del orden de 5. Por lo tanto, un transductor que funcione a 10 kHz solo tendrá un ancho de banda útil de aproximadamente 2 kHz. Las frecuencias operativas más altas permiten un mayor ancho de banda, pero la atenuación del sonido en el agua de mar aumenta rápidamente con la frecuencia, por lo que el rango será limitado. Solo se puede aumentar la potencia de transmisión tanto antes de que se active la cavitación cuando la presión acústica supera la presión ambiente y se generan burbujas de aire que atenúan y distorsionan la energía del sonido.
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