JP2002057631A - 海中通信ネットワークシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 海水面下の任意の場所で通信可能な海中通信
ネットワークシステムを提供する。 【解決手段】 海上に設けられ音響信号を送受信する音
響通信用送受信部３０ｕと、海中に複数設けられ前記音
響通信用送受信部からの音響信号および前記音響通信用
送受信部への音響信号を中継する海中設置中継器２０ｈ
とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、海中通信ネットワ
ークシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】海中では電波が通らないため、通信には
主に音響が用いられている。特開平１０−１８１６８５
号公報には、図４に示すように、支援母船Ｂと深海潜水
調査船Ｋが音響信号のやり取りを行い、深海潜水調査船
Ｋが支援母船Ｂによって追尾される旨が記載されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】現状の音響通信システ
ムで遠距離通信を行うには、設備規模が非常に大きくな
り現実的ではない。今後、海中、海底の利用が見込まれ
る上で、海中においても通信インフラ（インフラストラ
クチャー）の設備が不可欠となる。

【０００４】本発明の目的は、海水面下の任意の場所で
通信可能な海中通信ネットワークシステムを提供するこ
とを目的としている。本発明の他の目的は、海中での遠
距離通信を実現可能な海中通信ネットワークシステムを
提供することを目的としている。本発明の更に他の目的
は、将来の海中、海底の利用に際して必要な通信インフ
ラとなる海中通信ネットワークシステムを提供すること
を目的としている。

【０００５】本発明の更に他の目的は、設備コストを抑
えることのできる海中通信ネットワークシステムを提供
することを目的としている。本発明の更に他の目的は、
既設の設備をそのまま用いて設備コストを抑えることの
できる海中通信ネットワークシステムを提供することを
目的としている。

【０００６】本発明の更に他の目的は、設備が移動して
も通信可能な海中通信ネットワークシステムを提供する
ことを目的としている。本発明の更に他の目的は、海洋
における様々な自然条件下で通信可能な海中通信ネット
ワークシステムを提供することを目的としている。

【０００７】本発明の更に他の目的は、海上・海中での
交通管制に利用可能な海中通信ネットワークシステムを
提供することを目的としている。本発明の更に他の目的
は、設備で消費されるエネルギー量が少ない海中通信ネ
ットワークシステムを提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】その課題を解決するため
の手段が、下記のように表現される。その表現中の請求
項対応の技術的事項には、括弧（）つき、番号、記号等
が添記されている。その番号、記号等は、請求項対応の
技術的事項と実施の複数・形態のうちの少なくとも一つ
の形態の技術的事項との一致・対応関係を明白にしてい
るが、その請求項対応の技術的事項が実施の形態の技術
的事項に限定されることを示されるためのものではな
い。

【０００９】本発明の海中通信ネットワークシステム
は、海上に設けられ音響信号を送受信する音響通信用送
受信部（３０ｕ）と、海中に複数設けられ前記音響通信
用送受信部（３０ｕ）からの音響信号および前記音響通
信用送受信部（３０ｕ）への音響信号を中継する海中設
置中継器（２０ｈ）とを備えている。

【００１０】本発明の海中通信ネットワークシステムに
おいて、前記音響通信用送受信部（３０ｕ）は、無人の
ユニットボックスとして構成されている。

【００１１】本発明の海中通信ネットワークシステムに
おいて、前記海中設置中継器（２０ｈ）は、重り（Ｗ）
に接続されたワイヤー（Ｃ）によって繋がれており、前
記重り（Ｗ）は海底に設置される。

【００１２】本発明の海中通信ネットワークシステムに
おいて、前記音響通信用送受信部（３０ｕ）および前記
海中設置中継器（２０ｈ）の少なくとも一方は、移動可
能に設けられ、前記移動可能な前記音響通信用送受信部
（３０ｕ）および前記海中設置中継器（２０ｈ）の前記
少なくとも一方は、該他方からの音響信号の受信レベル
が一定値未満となったとき、前記受信レベルが前記一定
値以上となる位置まで移動する。

【００１３】本発明の海中通信ネットワークシステムに
おいて、更に、海上に設けられ前記音響通信用送受信部
（３０ｕ）からの音響信号および前記音響通信用送受信
部（３０ｕ）への音響信号を中継する海上設置中継器
（２０ｕ）を備えている。

【００１４】本発明の海中通信ネットワークシステムに
おいて、更に、海底に設けられ音響信号を送受信する海
底設置送受信部（３０ｂ）を備えている。

【００１５】本発明の海中通信ネットワークシステムに
おいて、前記海底設置送受信部（３０ｂ）は、海底ケー
ブル（ＣＢＬ）に接続されている。

【００１６】本発明の海中通信ネットワークシステムに
おいて、前記海底設置送受信部（３０ｂ）は、前記海底
ケーブル（ＣＢＬ）に複数接続され、前記複数の海底設
置送受信部（３０ｂ）のうち、設定された一つの前記海
底設置送受信部（３０ｂ）が前記海底ケーブル（ＣＢ
Ｌ）上の伝送データを前記音響通信用送受信部（３０
ｕ）に向けて送信する。

【００１７】本発明の海中通信ネットワークシステムに
おいて、前記設定された一つの海底設置送受信部（３０
ｂ）は、前記伝送データの送信先となる前記音響通信用
送受信部（３０ｕ）の位置に応じて、可変とされる。

【００１８】本発明の海中通信ネットワークシステムに
おいて、前記海中設置中継器（２０ｈ）は、海底面の地
形の影響で前記海底設置送受信部（３０ｂ）からの音響
信号が伝搬されない範囲をカバーするように設置され
る。

【００１９】本発明の海中通信ネットワークシステムに
おいて、前記海中設置中継器（２０ｈ）は移動可能に設
けられ、かつ推進器を有し、前記海中設置中継器（２０
ｈ）が移動したときに前記推進器を駆動させて前記海底
設置送受信部（３０ｂ）からの音響信号を中継可能な位
置まで推進する。

【００２０】本発明の海中通信ネットワークシステムに
おいて、前記海中設置中継器（２０ｈ）は、複数設けら
れ、前記複数の海中設置中継器（２０ｈ）のそれぞれ
は、移動可能に設けられ、かつ推進器を有し、前記複数
の海中設置中継器（２０ｈ）のうちの第１の前記海中設
置中継器（２０ｈ）が移動したときに、前記第１の海中
設置中継器（２０ｈ）とは異なる第２の前記海中設置中
継器（２０ｈ）が前記推進器を駆動させて前記海底設置
送受信部（３０ｂ）からの音響信号を中継可能な位置ま
で推進する。

【００２１】本発明の海中通信ネットワークシステムに
おいて、前記音響通信用送受信部（３０ｕ）および前記
海中設置中継器（２０ｈ）のそれぞれの位置に基づい
て、海上・海中での交通管制に利用される。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
海中通信ネットワークシステムの一実施形態を説明す
る。

【００２３】本実施形態では、海中で通信可能な通信方
式（音響通信他）を採用し、その通信用の中継装置を海
底、海水面、海中に複数設置することにより、海水面下
の任意の場所で通信可能なネットワークを構築する。

【００２４】ネットワークの形態として、中継装置だ
けで構成する、長距離または高速等の特性を持つ海底
光ケーブル等の有線あるいは海上からの衛星通信との組
合せで構成する、等が考えられる。

【００２５】これにより、海底敷設物からのデータを海
上に通知可能となる。水中移動体から水中での遠隔地と
の通信が可能となる。

【００２６】図１を参照して、本発明の第１実施形態を
説明する。海中、海底、海水面上に音響通信用の中継器
２０（２０ｕ、２０ｈ）、送受信機３０（３０ｕ、３０
ｂ）を設置して、海中での通信ネットワークシステムを
構築する。すなわち、海水面上には、中継器２０ｕおよ
び音響送受信機３０ｕが設置されている。海中には、中
継器２０ｈが設置されている。海底には、音響送受信機
３０ｂが設置されている。中継器２０は、後述する中継
機能を複数有する中継局であることができる。

【００２７】海水面上に設置された音響送受信機３０ｕ
は、海中を伝搬した音響信号（音波信号）を受信して電
気信号に変換しその電気信号を地上（衛星を含む）に送
信するとともに、地上から受信した電気信号を音響信号
に変換しその音響信号を海中に送信する。

【００２８】海水面上の音響送受信機３０ｕは、海中移
動体Ｍまたは海底敷設物（以下、両者を代表して海中移
動体Ｍという）から出力された音響信号を、直接もしく
は海底に設置された音響送受信機３０ｂ、海中に設置さ
れた中継器２０ｈまたは海上に設置された中継器２０ｕ
を介して、受信する。海水面上の音響送受信機３０ｕ
は、地上から受信した電気信号を変換した音響信号を、
直接もしくは海底に設置された音響送受信機３０ｂ、海
中に設置された中継器２０ｈまたは海上に設置された中
継器２０ｕを介して、海中移動体Ｍに送信する。これに
より、海中においても、海水面上の音響送受信機３０ｕ
から直接または衛星を介して地上の所望の相手と通信が
可能となる。

【００２９】ここで、海中移動体Ｍは、例えば観測・調
査用または観光用の潜水艦、潜水艇、もしくは海洋観測
用ブイであることができる。

【００３０】海水面上の音響送受信機３０ｕは、音響信
号を送受信して電気信号との間で信号変換する機能とそ
の駆動用のバッテリを備えてなり、海水に対して浮力を
有する無人のユニットボックス（浮体）である。また
は、これに代えて、海水面上の音響送受信機３０ｕは、
上記特開平１０−１８１６８５号に記載されるように、
音響送受信および信号変換機能を有する支援母船である
と捉えることもできる。

【００３１】同様に、海水面上の中継器２０ｕは、音響
信号を中継する中継機能とその駆動用のバッテリを備え
てなり、海水に対して浮力を有する無人のユニットボッ
クス（浮体）である。これに代えて、海水面上の中継器
２０ｕは、上記特開平１０−１８１６８５号に記載され
るように、中継機能を有する支援母船であると捉えるこ
ともできる。

【００３２】ここで、海上、海中に設置された中継器２
０ｕ、２０ｈが有する中継機能とは、弱い信号を受信し
これに対応する強い信号をそのまま又は波形を再生して
送り出す増幅器などを含む中継器（ｒｅｐｅａｔｅｒ）
の機能であり、送受両方向性を有する。また、中継機能
とは、二つの無線通信リンクの間で信号の受け渡しをす
る中継器（ｒｅｌａｙ）の機能、さらに、呼をネットワ
ーク内で中継する中継交換機能（ｔｒａｎｓｉｔ ｓｗ
ｉｔｃｈｉｎｇ）を含むことができる。

【００３３】海水面上に設置された中継器２０ｕは、受
けた音響信号を、他の海水面上の中継器２０ｕ、海中の
中継器２０ｈ、海底の音響送受信機３０ｂ、海中移動体
Ｍまたは海上の音響送受信機３０ｕに中継する。

【００３４】海中移動体Ｍまたは海底の音響送受信機３
０ｂから送信された音響信号が海水面上に設置された音
響送受信機３０ｕまたは中継器２０ｕに到達可能なよう
に、海中に中継器２０ｈが設置される。この機能が達成
される限り、すなわち、海中の音響信号が海水面上の音
響送受信機３０ｕまたは中継器２０ｕまで到達可能な範
囲であれば（海中通信ネットワークが維持できれば）、
海中に設置された中継器２０ｈは、海中で移動しても問
題が無い。

【００３５】同様に、海水面上の音響送受信機３０ｕま
たは中継器２０ｕからの音響信号が海中移動体Ｍまたは
海底の音響送受信機３０ｂに到達可能な範囲であれば、
海中の中継器２０ｈは、海中で移動しても問題がない。

【００３６】なお、海水面上の音響送受信機３０ｕまた
は中継器２０ｕと、海中移動体Ｍまたは海底の音響送受
信機３０ｂとが直接通信な場合には（そのような領域で
は）、海中の中継器２０ｈの設置は省略することが可能
である。

【００３７】海底には、海底通信ケーブルＣＢＬが敷設
されている。海底通信ケーブルＣＢＬは、もともと国際
電話や一般的なデータ通信（インターネットを含む）な
どに利用されている既設のものである。海底通信ケーブ
ルＣＢＬとしては、光ケーブル、電気ケーブルのいずれ
もが用いられることができる。

【００３８】本実施形態では、海底通信ケーブルＣＢＬ
に海底設置用の音響送受信機３０ｂが接続されている。
海中移動体Ｍは、その海中移動体Ｍの直近傍の海中に設
置されている中継器２０ｈを介してまたは直接、海底通
信ケーブルＣＢＬに接続された音響送受信機３０ｂとの
間で音響信号を送受信する。

【００３９】音響送受信機３０ｂが光ケーブルＣＢＬに
接続されている場合には、その音響送受信機３０ｂは、
海中から受信した音響信号を光信号に変換した上で光ケ
ーブルＣＢＬ上に伝送させるとともに、光ケーブルＣＢ
Ｌ上を伝送する光信号を音響信号に変換した上で海中に
送信する。

【００４０】音響送受信機３０ｂが電気ケーブルＣＢＬ
に接続されている場合には、その音響送受信機３０ｂ
は、海中から受信した音響信号を電気信号に変換した上
で電気ケーブルＣＢＬ上に伝送させるとともに、電気ケ
ーブルＣＢＬ上を伝送する電気信号を音響信号に変換し
た上で海中に送信する。

【００４１】これにより、海中移動体Ｍは、海底通信ケ
ーブルＣＢＬを通じて所望の地上または海中の相手と通
信が可能となる。海底通信ケーブルＣＢＬを通じての通
信は、通信速度が速い。

【００４２】次に、本発明の第２実施形態を説明する。
第２実施形態は、海中通信ネットワークシステムの設置
形態に関する。

【００４３】設備コスト削減のためには、海水面上に設
置された音響送受信機３０ｕおよび中継器２０ｕの数
は、少ない方が望ましい。また、海中通信ネットワーク
の海域を航行する船舶または当該海域で漁ろうに従事す
る船舶と干渉しないためにも、海水面上に設置された音
響送受信機３０ｕおよび中継器２０ｕの数は、少ない方
が望ましい。

【００４４】以下の方法により、海水面上に設置された
音響送受信機３０ｕの数を、海底通信ケーブルＣＢＬに
接続された音響送受信機３０ｂの数よりも圧倒的に少な
くすることができる。

【００４５】海底通信ケーブルＣＢＬに接続された複数
の音響送受信機３０ｂのうち、海水面上の音響送受信機
３０ｕに最も近い（音響送受信機３０ｕの真下になるべ
く近い）位置に在る音響送受信機３０ｂは、予め、特定
音響送受信機３０ｂとして設定されている（符号Ｓで示
す）。

【００４６】海中移動体Ｍは、その海中移動体Ｍの最寄
の中継器２０ｈを介してまたは直接、その海中移動体Ｍ
に近い、海底通信ケーブルＣＢＬに接続された音響送受
信機３０ｂに音響信号を送信する。その音響送受信機３
０ｂにより受信された音響信号は光または電気信号に変
換されて海底通信ケーブルＣＢＬ上を伝送される。

【００４７】次に、海底通信ケーブルＣＢＬ上のデータ
は、上記の特定音響送受信機３０ｂから、その特定音響
送受信機３０ｂの最寄の中継器２０ｈを介してまたは直
接、その真上位置に相当する海水面上に設置された音響
送受信機３０ｕに送信される。その音響送受信機３０ｕ
は、受信したデータの音響信号を電気信号に変換して地
上に送信する。このように、数少ない海水面上の音響送
受信機３０ｕに対して、海底通信ケーブルＣＢＬ上の伝
送データが確実に送信される構成とされている。そのた
め、海水面上に設置される音響送受信機３０ｕの数を最
小限に抑えることができる。

【００４８】さらには、その場合、その数少ない音響送
受信機３０ｕに対して、海底通信ケーブルＣＢＬ上の伝
送データがその海底通信ケーブルＣＢＬから最短距離で
到達することになるため、その分、海中に設置される中
継器２０ｈの数を最小限に抑えることができる。

【００４９】同様に、海底通信ケーブルＣＢＬに接続さ
れた複数の音響送受信機３０ｂのうち、海水面上の中継
器２０ｕに最も近い（中継器２０ｕの真下になるべく近
い）位置に在る音響送受信機３０ｂは、予め、特定音響
送受信機３０ｂとして設定され、上記と同様の動作が行
われることができる。これにより、海水面上に設置され
る中継器２０ｕの数を最小限に抑えることができる。

【００５０】次に、本発明の第３実施形態を説明する。
第３実施形態は、第２実施形態を更に発展させたもので
ある。

【００５１】海水面上に設置される音響送受信機３０ｕ
が固定されていない場合には、潮流、風の影響や船舶や
海中生物との衝突等によって、海水面上で大幅に移動す
ることがある。その結果、予め設定された特定音響送受
信機３０ｂがその移動した音響送受信機３０ｕに最も近
いものでなくなることがある。

【００５２】このような事態を防ぐために、海底通信ケ
ーブルＣＢＬに接続された複数の音響送受信機３０ｂの
うちで、特定音響送受信機３０ｂを固定的に設定しない
（当初設定された一つに限定しない）。すなわち、海水
面上の音響送受信機３０ｕが移動した結果、その移動し
た音響送受信機３０ｕに最も近くなったものをその都
度、特定音響送受信機３０ｂに設定し直す。この再設定
の方法は以下の通りである。

【００５３】海水面上の音響送受信機３０ｕは、所定時
間間隔で海底通信ケーブルＣＢＬに接続された複数の音
響送受信機３０ｂとの間で制御信号のやり取りをする
（そのやり取りは海上の中継器２０ｕまたは海中の中継
器２０ｈを介したものであることができる）。

【００５４】その複数の音響送受信機３０ｂの中で、海
水面上の音響送受信機３０ｕから受信した制御信号の受
信レベルが最大のものを、その都度、特定音響送受信機
３０ｂと設定する。これにより、海水面上に設置される
音響送受信機３０ｕが移動しても、その都度、特定音響
送受信機３０ｂが再設定され、その結果、確実に海底通
信ケーブルＣＢＬを用いた通信が可能となる。このこと
から、海水面上に設置される音響送受信機３０ｕが移動
するものであっても、その数を最小限に抑えることがで
きる。

【００５５】同様に、海水面上の中継器２０ｕが固定さ
れていない場合に、潮流等の影響によって海水面上で移
動することがあり、その場合にも、海底通信ケーブルＣ
ＢＬに接続された複数の音響送受信機３０ｂのうちでそ
の移動した中継器２０ｕに最も近くなったものを特定音
響送受信機３０ｂとして再設定することができる。

【００５６】次に、図２を参照して、本発明の第４実施
形態を説明する。第４実施形態は、海中通信ネットワー
クシステムの設置形態に関する。

【００５７】海底通信ケーブルＣＢＬの敷設位置または
敷設環境の関係で、その海底通信ケーブルＣＢＬに接続
された音響送受信機３０ｂから送信された音響信号が海
中の広範囲に向けて伝搬されないことがある。

【００５８】例えば、海底通信ケーブルＣＢＬに接続さ
れた音響送受信機３０ｂの側方の大半が海底丘Ｈの影に
なる場合、その海底丘Ｈの死角となる範囲Ｐには、その
音響送受信機３０ｂからの音響信号が伝搬されない（ま
たは伝搬されにくい）。

【００５９】海底通信ケーブルＣＢＬは、海底面の自然
の地形を利用して凹溝状の内部Ｆに敷設されることがあ
る。その場合にも、その海底通信ケーブルＣＢＬに接続
された音響送受信機３０ｂからの音響信号は、凹溝状の
開放部方向以外の方向には伝搬されにくい。

【００６０】その他、潮流の流速・流向等の影響によ
り、その海底通信ケーブルＣＢＬに接続された音響送受
信機３０ｂからの音響信号の減衰が大きく、所定以上の
信号強度を持って広範囲に伝搬されないことがある。

【００６１】そこで、本実施形態では、海底の地形、潮
流の流速・流向等の自然条件を考慮し、自然条件の関係
で音響信号が伝搬されないことを回避可能な海中の位置
を予め検出または予測し、その場所に中継器２０ｈを設
置する（符号Ｑで示す）。

【００６２】次に、本発明の第５実施形態を説明する。
第５実施形態は、第４実施形態を更に発展させたもので
ある。

【００６３】さらに、上記のように、自然条件の関係で
音響信号が伝搬されないことを回避可能な海中の位置
（後述する所定の設置位置）に中継器２０ｈが設置され
ても、その中継器２０ｈが潮流、海中生物などの影響で
移動した結果、音響信号が伝搬されなくなることが考え
られる。

【００６４】そこで、その中継器２０ｈは、所定時間間
隔で海底通信ケーブルＣＢＬに接続された音響送受信機
３０ｂとの間で制御信号のやり取りをし、その受信強度
が一定以上となる位置（上記所定の設置位置）に中継器
２０ｈ自らが移動する。

【００６５】この場合、中継器２０ｈは推進機能および
／または深度変更機能を有しているものとし、受信強度
が一定値未満となったときのみ動作することで、消費エ
ネルギーを抑える。推進機能とは、例えばモータ付きプ
ロペラであり、深度変更機能とは、例えば搭載するバラ
スト量を調節する機能である。

【００６６】または、同様に制御信号のやりとりを行う
ことで、他の場所から上記所定の設置位置の近傍に移動
してきた海中の中継器２０ｈが自ら上記所定の設定位置
に移動し、当初の中継器２０ｈ（上記所定の設置位置か
ら移動してしまった中継器２０ｈ）の代わりとして機能
することができる。

【００６７】以上のことから、海中の中継器２０ｈが移
動した結果、海底通信ケーブルＣＢＬに接続された音響
送受信機３０ｂからの音響信号が伝搬されなくなること
がない。

【００６８】同様に、海中の中継器２０ｈ、海上の中継
器２０ｕまたは海上の音響送受信機３０ｕが移動して
も、それらが互いにまたは海底通信ケーブルＣＢＬに接
続された音響送受信機３０ｂとの間で通信可能なよう
に、所定間隔おきに互いに制御信号のやりとりをし、そ
れぞれの受信制御信号の信号強度に基づいて、自局が移
動することができる。

【００６９】この場合、海中の中継器２０ｈ、海上の中
継器２０ｕおよび海上の音響送受信機３０ｕは、それぞ
れ、推進機能および／または深度変更機能を有している
ものとし、受信強度が一定値未満となったときのみ動作
することで、消費エネルギーを抑える。

【００７０】次に、本発明の第６実施形態について説明
する。第６実施形態は、海中通信ネットワークシステム
の利用形態に関する。

【００７１】海上に設置された中継器２０ｕおよび音響
送受信機３０ｕ、海中に設置された中継器２０ｈならび
に海底通信ケーブルＣＢＬに接続された音響送受信機３
０ｂの存在する位置を認識し、それらの位置に基づい
て、海上・海中での交通管制を行う。

【００７２】ここで、海底通信ケーブルＣＢＬに接続さ
れた複数の音響送受信機３０ｂは、海底通信ケーブルＣ
ＢＬによって固定され、海底通信ケーブルＣＢＬの位置
の移動も実質的に無視できることから、それらの位置認
識には問題がない。これに対し、海上の中継器２０ｕ、
音響送受信機３０ｕおよび海中の中継器２０ｈは、海底
通信ケーブルＣＢＬのような既設固定物に固定されてい
ないため、その位置検出方法が問題となる。

【００７３】中継器２０ｕ、２０ｈおよび音響送受信機
３０ｕの位置が認識されるには、次の二つの方法が考え
られる。その一つ目の方法は、中継器２０ｕ、２０ｈお
よび音響送受信機３０ｕの位置を実質的に固定する方法
である。二つ目の方法は、中継器２０ｕ、２０ｈおよび
音響送受信機３０ｕの位置が変動してもその都度それら
の位置を認識する方法である。

【００７４】まず、上記の一つ目の方法について説明す
る。

【００７５】中継器２０ｕ、２０ｈおよび音響送受信機
３０ｕの位置の固定に際しては、中継器２０ｕ、２０ｈ
および音響送受信機３０ｕの各位置を静的制御または動
的制御をし、もしくは両者の組合せを行う。

【００７６】ここで、静的制御とは、例えば、中継器２
０ｕ、２０ｈおよび音響送受信機３０ｕの材質を適宜選
択することでその浮力を利用したり、それらの形状に工
夫を施す方法である。

【００７７】動的制御とは、例えば、中継器２０ｕ、２
０ｈおよび音響送受信機３０ｕのそれぞれが緯度・経度
を検出する手段および推進手段を有し、さらに、中継器
２０ｈが海中での深度を検出する機能および深度変更機
能を有し、各検出結果に基づいて自らが推進または深度
変更して積極的に移動して位置保持を行う方法である。

【００７８】上記の緯度・経度を検出する手段とは、例
えば、海上であればＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔ
ｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）が含まれ、海中であれば
慣性航法システムが含まれる。慣性航法システムの一例
が特開平９−６１１６６号公報に開示されている。上記
の深度を検出する機能とは、例えば圧力計である。

【００７９】次に、上記の二つ目の方法について説明す
る。

【００８０】海水面上に設置されている中継器２０ｕお
よび音響送受信機３０ｕは、潮流等により移動してもＧ
ＰＳによりその位置が常時監視される。次いで、上記の
ようにその位置が検出可能な海水面上の音響送受信機３
０ｕまたは中継器２０ｕは、海中の中継器２０ｈと制御
信号のやり取りを所定時間おきに行う。海水面上の音響
送受信機３０ｕまたは中継器２０ｕは、海中の中継器２
０ｈから受信した制御信号の受信方向と受信時間（到達
時間）から、その海中の中継器２０ｈの位置を認識する
ことができる。これにより、海中の中継器２０ｈについ
ても、位置検出が可能となる。

【００８１】その後、その位置が認識されている海中の
中継器２０ｈが、他の（未だその位置が認識されていな
い）海中の中継器２０ｈと制御信号のやり取りを所定時
間おきに行う。そして、上記の他の海中の中継器２０ｈ
から受信した制御信号の受信方向と受信時間から、上記
の他の海中の中継器２０ｈの位置を認識することができ
る。

【００８２】上記と同様に、順次、その位置が認識され
ている海中の中継器２０ｈが、他の（未だその位置が認
識されていない）海中の中継器２０ｈと制御信号のやり
取りをすることで、全ての海中の中継器２０ｈの位置が
認識される。

【００８３】なお、上記の利用形態においては、海上に
設置された中継器２０ｕおよび音響送受信機３０ｕ、海
中に設置された中継器２０ｈならびに海底通信ケーブル
ＣＢＬに接続された音響送受信機３０ｂの全ての存在す
る位置を認識し、それらの位置に基づいて、海上・海中
での交通管制を行うこととした。これに代えて、海上に
設置された中継器２０ｕおよび音響送受信機３０ｕ、海
中に設置された中継器２０ｈならびに海底通信ケーブル
ＣＢＬに接続された音響送受信機３０ｂの少なくとも一
つの存在する位置を認識し、その位置に基づいて、海上
・海中での交通管制を行うことができる。

【００８４】次に、図３を参照して、本発明の第７実施
形態について説明する。第７実施形態は、海中通信ネッ
トワークの他の設置形態に関する。

【００８５】本設置形態は、海中に設置された中継器２
０ｈの設置形態に工夫が施されたものである。それ以外
の海上に設置された音響送受信機３０ｕ、中継器２０ｕ
および海底の音響送受信機３０ｂの設置形態は、前述と
同じである。

【００８６】海中に設置された中継器２０ｈは、設定さ
れた長さのワイヤーＣによってコンクリート塊Ｗに繋が
れている。そのコンクリート塊Ｗが海底に沈められるこ
とで、そのワイヤーＣの長さ分だけ離間した位置の海中
に中継器２０ｈが配置される。

【００８７】潮流等によって中継器２０ｈは、そのワイ
ヤーＣの長さ分しか移動しないため、概ね位置を固定す
る効果がある。これにより、海中の交通管制の実現に寄
与する。

【００８８】また、中継器２０ｈが自ら位置保持をしよ
うとするときに消費エネルギーが少ない。さらに、ワイ
ヤーＣは、海水面直下には存在しないため、船舶等に引
っ掛けられて切断されることがない。

【００８９】なお、上記第１から第７実施形態におい
て、海水面上に設置される中継器２０ｕまたは音響送受
信機３０ｕは、太陽電池を搭載していることができ、そ
の太陽電池を通じて電力を確保することができる。

【００９０】さらに、上記第１から第７実施形態におい
て、音響送受信機３０は、海中に設置されていることが
でき、また海底に海底通信ケーブルＣＢＬに接続されな
い状態で設置されていることができる。またさらに、上
記第１から第７実施形態において、中継器２０は海底に
設置されていることができる。

【００９１】

【発明の効果】本発明の海中ネットワークシステムによ
れば、海水面下の任意の場所で通信が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１実施形態の海中ネットワ
ークシステムを示す側面図である。

【図２】図２は、本発明の第４実施形態の海中ネットワ
ークシステムの一部を示す側面図である。

【図３】図３は、本発明の第７実施形態の海中ネットワ
ークシステムを示す側面図である。

【図４】図４は、従来の海洋での音響通信の一例を示す
側面図である。

【符号の説明】 ２０ｈ 中継器 ２０ｕ 中継器 ３０ｂ 音響送受信機 ３０ｕ 音響送受信機 Ｃ ワイヤー ＣＢＬ 海底通信ケーブル Ｆ 凹溝状の内部 Ｈ 海底丘 Ｍ 海中移動体 Ｐ 死角となる範囲 Ｗ コンクリート塊

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 海上に設けられ音響信号を送受信する音
   響通信用送受信部と、 海中に複数設けられ前記音響通信用送受信部からの音響
   信号および前記音響通信用送受信部への音響信号を中継
   する海中設置中継器とを備えた海中通信ネットワークシ
   ステム。
2. 【請求項２】 請求項１記載の海中通信ネットワークシ
   ステムにおいて、 前記音響通信用送受信部は、無人のユニットボックスと
   して構成されている海中通信ネットワークシステム。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の海中通信ネッ
   トワークシステムにおいて、 前記海中設置中継器は、重りに接続されたワイヤーによ
   って繋がれており、前記重りは海底に設置される海中通
   信ネットワークシステム。
4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれか１項に記載の
   海中通信ネットワークシステムにおいて、 前記音響通信用送受信部および前記海中設置中継器の少
   なくとも一方は、移動可能に設けられ、 前記移動可能な前記音響通信用送受信部および前記海中
   設置中継器の前記少なくとも一方は、該他方からの音響
   信号の受信レベルが一定値未満となったとき、前記受信
   レベルが前記一定値以上となる位置まで移動する海中通
   信ネットワークシステム。
5. 【請求項５】 請求項１から４のいずれか１項に記載の
   海中通信ネットワークシステムにおいて、 更に、 海上に設けられ前記音響通信用送受信部からの音響信号
   および前記音響通信用送受信部への音響信号を中継する
   海上設置中継器を備えた海中通信ネットワークシステ
   ム。
6. 【請求項６】 請求項１から５のいずれか１項に記載の
   海中通信ネットワークシステムにおいて、 更に、 海底に設けられ音響信号を送受信する海底設置送受信部
   を備えた海中通信ネットワークシステム。
7. 【請求項７】 請求項６記載の海中通信ネットワークシ
   ステムにおいて、 前記海底設置送受信部は、海底ケーブルに接続されてい
   る海中通信ネットワークシステム。
8. 【請求項８】 請求項７記載の海中通信ネットワークシ
   ステムにおいて、 前記海底設置送受信部は、前記海底ケーブルに複数接続
   され、 前記複数の海底設置送受信部のうち、設定された一つの
   前記海底設置送受信部が前記海底ケーブル上の伝送デー
   タを前記音響通信用送受信部に向けて送信する海中通信
   ネットワークシステム。
9. 【請求項９】 請求項８記載の海中通信ネットワークシ
   ステムにおいて、 前記設定された一つの海底設置送受信部は、前記伝送デ
   ータの送信先となる前記音響通信用送受信部の位置に応
   じて、可変とされる海中通信ネットワークシステム。
10. 【請求項１０】 請求項６から９のいずれか１項に記載
    の海中通信ネットワークシステムにおいて、 前記海中設置中継器は、海底面の地形の影響で前記海底
    設置送受信部からの音響信号が伝搬されない範囲をカバ
    ーするように設置される海中通信ネットワークシステ
    ム。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載の海中通信ネットワー
    クシステムにおいて、 前記海中設置中継器は移動可能に設けられ、かつ推進器
    を有し、前記海中設置中継器が移動したときに前記推進
    器を駆動させて前記海底設置送受信部からの音響信号を
    中継可能な位置まで推進する海中通信ネットワークシス
    テム。
12. 【請求項１２】 請求項１０記載の海中通信ネットワー
    クシステムにおいて、 前記海中設置中継器は、複数設けられ、 前記複数の海中設置中継器のそれぞれは、移動可能に設
    けられ、かつ推進器を有し、 前記複数の海中設置中継器のうちの第１の前記海中設置
    中継器が移動したときに、前記第１の海中設置中継器と
    は異なる第２の前記海中設置中継器が前記推進器を駆動
    させて前記海底設置送受信部からの音響信号を中継可能
    な位置まで推進する海中通信ネットワークシステム。
13. 【請求項１３】 請求項１から１２のいずれか１項に記
    載の海中通信ネットワークシステムにおいて、 前記音響通信用送受信部および前記海中設置中継器のそ
    れぞれの位置に基づいて、海上・海中での交通管制に利
    用される海中通信ネットワークシステム。