KR102097279B1 - Apparatus for increasing communication distance between underwater optical communication devices - Google Patents
Apparatus for increasing communication distance between underwater optical communication devices Download PDFInfo
- Publication number
- KR102097279B1 KR102097279B1 KR1020180142233A KR20180142233A KR102097279B1 KR 102097279 B1 KR102097279 B1 KR 102097279B1 KR 1020180142233 A KR1020180142233 A KR 1020180142233A KR 20180142233 A KR20180142233 A KR 20180142233A KR 102097279 B1 KR102097279 B1 KR 102097279B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- underwater
- optical communication
- optical
- distance
- underwater optical
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/80—Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/40—Transceivers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/501—Structural aspects
- H04B10/502—LED transmitters
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/60—Receivers
- H04B10/66—Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
Description
아래의 실시예들은 수중 광통신 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 통신 거리가 짧은 수중 광통신 장치 간의 통신 거리를 늘릴 수 있는 장치에 관한 것이다. The following embodiments relate to underwater optical communication technology, and more particularly, to an apparatus capable of increasing a communication distance between underwater optical communication devices having a short communication distance.
해양학 연구, 해양 석유 탐사, 해저 조사 및 환경 감시와 같은 수중의 인간 활동이 상당히 증가하고 있다. Human activities in water, such as oceanography research, ocean oil exploration, seabed investigation, and environmental monitoring, are increasing significantly.
수중에서는 일반 대역의 전파 통신이 불가능하기 때문에 초음파 또는 초장파를 이용한 통신 또는 유선 통신이 이용된다. 유선 통신의 경우 통신선의 길이가 한정되어 있으며, 초음파를 이용한 무선 통신의 경우 수면상에 중간 전송장치를 설치하여야 하고, 작업자가 중간 전송장치로부터 약 200m 이상 이격되지 않아야 한다는 단점이 있다. Since underwater radio wave communication is impossible in water, communication using ultrasonic waves or ultra long waves or wired communication is used. In the case of wired communication, the length of the communication line is limited, and in the case of wireless communication using ultrasonic waves, an intermediate transmission device must be installed on the water surface, and an operator should not be separated from the intermediate transmission device by about 200 m or more.
따라서, 수중에서 효율적으로 통신을 수행할 수 있는 방안이 요구된다.Therefore, there is a need for a method capable of efficiently performing communication underwater.
한국공개특허 10-2018-0023585호는 이러한 수중 조명, 조사, 및 무선 광 통신을 위한 시스템 및 방법에 관한 기술을 기재하고 있다. Korean Patent Publication No. 10-2018-0023585 describes a technique for a system and method for such underwater lighting, irradiation, and wireless optical communication.
실시예들은 수중 광통신 장치 간의 통신 거리를 늘리는 장치에 관하여 기술하며, 보다 구체적으로 통신 거리가 짧은 수중에서 장거리로 통신할 수 있는 수중 광통신 기술을 제공한다. Embodiments describe a device for increasing a communication distance between underwater optical communication devices, and more particularly, provide an underwater optical communication technology capable of communicating from a short underwater distance to a long distance.
실시예들은 광 송신부 및 광 수신부가 일체로 구성된 수중 광통신 장치를 수중에 직병렬의 격자구조로 배열함으로써, 통신 거리가 200m 이내인 수중 광통신 장치 간의 거리를 장거리로 늘릴 수 있을 뿐만 아니라 외부 광송수신 장치와의 통신 거리 또한 늘릴 수 있는, 수중 광통신 장치 간의 통신 거리를 늘리는 장치를 제공하는데 있다. According to the embodiments, by arranging an underwater optical communication device in which the optical transmission unit and the optical reception unit are integrally arranged in a parallel and parallel grid structure, the distance between the underwater optical communication devices having a communication distance within 200 m can be increased to a long distance as well as an external optical transmission / reception device. It is to provide a device for increasing the communication distance between the underwater optical communication device, which can also increase the communication distance with.
일 실시예에 따른 수중 광통신 장치 간의 통신 거리를 늘리는 장치는, 전기 신호를 광 신호로 변환하여 외부로 송신하는 광 송신부와, 외부로부터 광 신호를 수신하는 광 수신부가 구성된 복수의 수중 광통신 장치를 포함하고, 상기 복수의 수중 광통신 장치는, 서로 통신 가능한 거리 내에 이격되어 배치되며, 적어도 어느 하나의 수중 광통신 장치에 의해 외부 광송수신 장치와 통신 가능하다. An apparatus for increasing a communication distance between underwater optical communication devices according to an embodiment includes a plurality of underwater optical communication devices including an optical transmission unit that converts an electrical signal into an optical signal and transmits it to the outside, and an optical receiving unit that receives an optical signal from the outside. In addition, the plurality of underwater optical communication devices are spaced apart from each other within a distance that can communicate with each other, and at least one underwater optical communication device can communicate with an external optical transmission / reception device.
상기 복수의 수중 광통신 장치는, N x M 개의 직병렬의 격자구조로 배열하여, 배열된 상기 복수의 수중 광통신 장치간 무선 또는 유선 광통신을 통해 통신 거리를 늘리고, 상기 외부 광송수신 장치와 통신 거리를 늘릴 수 있다. The plurality of underwater optical communication devices, arranged in a grid structure of N x M parallel, increases the communication distance between the plurality of arranged underwater optical communication devices through wireless or wired optical communication, and increases the communication distance with the external optical transmission / reception device. Can be increased.
상기 복수의 수중 광통신 장치를 수중에 서로 통신 가능한 거리 내에 이격되어 배치하기 위한 격자구조의 프레임을 더 포함하고, 상기 복수의 수중 광통신 장치의 이격된 거리는 수중의 탁도에 의해 결정될 수 있다. The plurality of underwater optical communication devices may further include a lattice-shaped frame arranged to be spaced apart within a distance capable of communicating with each other, and the separated distances of the plurality of underwater optical communication devices may be determined by turbidity of the water.
상기 N x M 개의 직병렬의 격자구조로 배열되는 상기 복수의 수중 광통신 장치는 서로 광통신 가능한 거리 내에 L 간격으로 이격되어 배치되며, 상기 복수의 수중 광통신 장치의 상측 또는 하측을 지나는 무인 잠수정(AUV(Autonomous Underwater Vehicle, AUV) 또는 유인 잠수정과의 통신 거리는 최소 (N+2) x L이나 (M+2) x L로 늘어날 수 있다. The plurality of underwater optical communication devices arranged in the lattice structure of the N x M series are arranged spaced apart at an L interval within a distance capable of optical communication with each other, and the unmanned submersible (AUV (AuV) passing the upper or lower side of the plurality of underwater optical communication devices. The communication distance with an Autonomous Underwater Vehicle (AUV) or manned submersible can be increased to a minimum of (N + 2) x L or (M + 2) x L.
상기 복수의 수중 광통신 장치에 전원을 공급하도록 외부에 설치되는 외부 전원부; 및 상기 복수의 수중 광통신 장치에 제공하는 전원 및 송수신 신호를 제어하도록 외부에 설치되는 외부 제어부를 더 포함할 수 있다. An external power supply unit installed externally to supply power to the plurality of underwater optical communication devices; And an external control unit installed externally to control power and transmission / reception signals provided to the plurality of underwater optical communication devices.
수중에 설치되는 상기 복수의 수중 광통신 장치의 위치정보를 나타내는 자기위치정보시스템을 더 포함할 수 있다. A magnetic location information system indicating location information of the plurality of underwater optical communication devices installed in the water may be further included.
상기 수중 광통신 장치의 상기 광 송신부는, 전기 신호를 광 신호로 변환하여 외부로 송신하는 발광다이오드(Light-Emitting Diode, LED)로 이루어지고, 상기 광 수신부는, 외부로부터 광 신호를 수신하여 전기 신호로 변환하는 포토다이오드(photodiode)로 이루어지며, 상기 포토다이오드를 통해 수신된 광 신호를 증폭할 수 있다. The optical transmission unit of the underwater optical communication device is composed of a light-emitting diode (Light-Emitting Diode, LED) that converts an electrical signal into an optical signal and transmits it to the outside, and the optical receiving unit receives an optical signal from the outside and receives an electrical signal. It consists of a photodiode (photodiode) to convert to, it is possible to amplify the optical signal received through the photodiode.
상기 수중 광통신 장치는, 본체의 하측에 구성되어 전원을 공급하는 전원부; 및 상기 전원부의 상측에 구성되는 제어부를 더 포함하고, 상기 광 송신부 및 상기 광 수신부는, 상기 본체의 상부 또는 측면부에 구성될 수 있다. The underwater optical communication device comprises: a power supply unit configured at a lower side of the main body to supply power; And a control unit configured on an upper side of the power supply unit, and the optical transmission unit and the optical reception unit may be configured on an upper or side surface of the main body.
상기 수중 광통신 장치는, 수밀된 원통 형상 또는 다면체 형상으로 이루어지고, 하부가 상부보다 무거워 수중 또는 수중의 바닥에서 직립되게 배치될 수 있다. The underwater optical communication device is made of a water-tight cylindrical shape or a polyhedron shape, and the lower portion is heavier than the upper portion and may be disposed to stand upright at the bottom of the water or underwater.
상기 수중 광통신 장치의 상기 광 송신부 및 상기 광 수신부는, 상기 본체의 상부에 각각 복수 개 구성되며, 상기 본체의 상부 둘레를 따라 교번하여 구성될 수 있다. The optical transmission unit and the optical reception unit of the underwater optical communication device, each of which is configured on the upper portion of the main body, may be configured alternately along the upper circumference of the main body.
상기 수중 광통신 장치의 상기 광 송신부는, 원통 또는 다면체 형상의 상기 본체의 상부 둘레를 따라 3 개 또는 4 개 구성되어 중심을 기준으로 서로 120도 또는 90도를 이루고, 상기 광 수신부는, 원통 또는 다면체 형상의 상기 본체의 상부 둘레를 따라 3 개 또는 4 개 구성되어 중심을 기준으로 서로 120도 또는 90도를 이루도록 구성될 수 있다. The optical transmission unit of the underwater optical communication device is composed of three or four along the upper circumference of the body in the shape of a cylinder or polyhedron to form 120 or 90 degrees to each other based on the center, and the optical receiver is a cylindrical or polyhedron Three or four along the upper circumference of the body of the shape may be configured to form 120 or 90 degrees to each other based on the center.
상기 복수의 수중 광통신 장치는, 적어도 2 개 이상 구성되며, 상기 복수의 수중 광통신 장치가 광섬유에 의해 서로 연결되어 상기 광섬유의 길이에 따라 원거리에서 통신 가능하다. The plurality of underwater optical communication devices is composed of at least two or more, and the plurality of underwater optical communication devices are connected to each other by optical fibers to enable communication at a long distance according to the length of the optical fibers.
실시예들에 따르면 광 송신부 및 광 수신부가 일체로 구성된 수중 광통신 장치를 수중에 직병렬의 격자구조로 배열함으로써, 통신 거리가 200m 이내인 수중 광통신 장치 간의 거리를 장거리로 늘릴 수 있을 뿐만 아니라 외부 광송수신 장치와의 통신 거리 또한 늘릴 수 있는, 수중 광통신 장치 간의 통신 거리를 늘리는 장치를 제공할 수 있다.According to the embodiments, by arranging an underwater optical communication device integrally configured with an optical transmitting unit and an optical receiving unit in a lattice structure in parallel in a hand, it is possible to increase the distance between underwater optical communication devices having a communication distance within 200 m to a long distance, as well as external optical. It is possible to provide an apparatus for increasing the communication distance between the underwater optical communication devices, which can also increase the communication distance to the transceiver.
또한, 실시예들에 따르면 광 송신부 및 광 수신부가 일체로 구성된 수중 광통신 장치를 수중에 직병렬의 격자구조로 배열함으로써, 복수의 수중 광통신 장치 간의 연결효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 통신 거리를 늘릴 수 있어 설치가 어려운 수중에서 용이하게 설치 가능하며 통신 거리를 늘릴 수 있다. In addition, according to the embodiments, by arranging the underwater optical communication device in which the optical transmitting unit and the optical receiving unit are integrally arranged in a lattice structure in parallel in water, it is possible not only to obtain a connection effect between a plurality of underwater optical communication devices but also to increase a communication distance As it is easy to install in the water, which is difficult to install, it can increase the communication distance.
도 1은 일 실시예에 따른 수중 광통신 장치 간의 통신 거리를 늘리는 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 수중 광통신 장치(100) 간의 통신 거리를 늘리는 장치의 제어 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 수중 광통신 장치의 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 수중 광통신 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 수중 광통신 장치의 광 송신부 및 광 수신부의 배열을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view schematically showing a device for increasing a communication distance between underwater optical communication devices according to an embodiment.
2 is a view for explaining a control structure of a device for increasing the communication distance between the underwater
3 is a view showing an example of an underwater optical communication device according to an embodiment.
4 is a view schematically showing the structure of an underwater optical communication device according to an embodiment.
5 is a view for explaining an arrangement of an optical transmitting unit and an optical receiving unit of an underwater optical communication device according to an embodiment.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 설명한다. 그러나, 기술되는 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니다. 또한, 여러 실시예들은 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.Hereinafter, embodiments will be described with reference to the accompanying drawings. However, the described embodiments may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited by the embodiments described below. In addition, various embodiments are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. The shape and size of elements in the drawings may be exaggerated for a more clear description.
수중에서 광을 이용하여 통신하는 경우, 고속이지만 거리가 짧다는 단점이 있다. 아래의 실시예들은 수중에서 무선으로 광을 통신할 수 있는 광 송수신 장치의 배열을 구성함으로써 광통신 거리를 대폭 늘릴 수 있는 구조에 대한 것이다. In the case of communication using light underwater, there is a disadvantage that it is high speed, but the distance is short. The following embodiments are directed to a structure capable of greatly increasing the optical communication distance by configuring an array of optical transceivers capable of wirelessly communicating light underwater.
아래의 실시예들은 수중 광통신 장치 간의 통신 거리를 늘리는 장치에 관한 것으로, 광 송신부 및 광 수신부가 일체로 구성된 수중 광통신 장치를 수중에 직병렬의 격자구조로 배열함으로써, 통신 거리가 200m 이내인 수중 광통신 장치 간의 거리를 장거리로 늘릴 수 있을 뿐만 아니라 외부 광송수신 장치와의 통신 거리 또한 늘릴 수 있다.The following embodiments relate to a device for increasing a communication distance between underwater optical communication devices, by arranging an underwater optical communication device in which a light transmitting unit and an optical receiving unit are integrally arranged in a lattice structure in parallel in water, underwater optical communication having a communication distance within 200 m. Not only can the distance between devices be increased to a long distance, but also the communication distance with an external optical transmission / reception device can be increased.
도 1은 일 실시예에 따른 수중 광통신 장치 간의 통신 거리를 늘리는 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 1 is a view schematically showing a device for increasing a communication distance between underwater optical communication devices according to an embodiment.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 수중 광통신 장치(100) 간의 통신 거리를 늘리는 장치는 복수의 수중 광통신 장치(100)를 포함하여 이루어질 수 있다. 실시예에 따라 수중 광통신 장치(100) 간의 통신 거리를 늘리는 장치는 프레임, 외부 전원부, 외부 제어부 및 자기위치정보시스템을 더 포함하여 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 1, a device for increasing a communication distance between underwater
복수의 수중 광통신 장치(100)는 전기 신호를 광 신호로 변환하여 외부로 송신하는 광 송신부와, 외부로부터 광 신호를 수신하는 광 수신부가 구성될 수 있다. 여기서, 수중 광통신 장치(100)는 수밀된 원통 형상 또는 다면체 형상으로 이루어지고, 하부가 상부보다 무거워 수중 또는 수중의 바닥에서 직립되게 배치될 수 있다. 이러한 복수의 수중 광통신 장치(100)는 수중(10)에 또는 수중(10)의 바닥부에 배치될 수 있다. The plurality of underwater
예컨대, 광 송신부는 전기 신호를 광 신호로 변환하여 외부로 송신하는 발광다이오드(Light-Emitting Diode, LED)로 이루어질 수 있고, 광 수신부는 외부로부터 광 신호를 수신하여 전기 신호로 변환하는 포토다이오드(photodiode)로 이루어질 수 있으며, 포토다이오드를 통해 수신된 광 신호를 증폭할 수 있다. For example, the light transmitting unit may be composed of a light-emitting diode (LED) that converts an electrical signal into an optical signal and transmits it to the outside, and the light receiving unit receives a light signal from the outside and converts it into an electrical signal. photodiode) and amplify the optical signal received through the photodiode.
광 송신부 및 광 수신부는 본체의 상부 또는 측면부에 구성될 수 있다. The light transmitting unit and the light receiving unit may be configured at an upper or side portion of the main body.
예를 들어 광 송신부 및 광 수신부는 본체의 상부에 각각 하나 이상 구성되며, 복수 개 구성되는 경우 본체의 상부 둘레를 따라 교번하여 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 광 송신부는 원통 또는 다면체 형상의 본체의 상부 둘레를 따라 3 개 또는 4 개 구성되어 중심을 기준으로 서로 120도 또는 90도를 이루어질 수 있고, 광 수신부는 원통 또는 다면체 형상의 본체의 상부 둘레를 따라 3 개 또는 4 개 구성되어 중심을 기준으로 서로 120도 또는 90도를 이루도록 구성됨으로써, 광통신 장치 간의 방향에 관계없이 용이하게 통신이 가능하다. For example, one or more light transmitting units and one light receiving unit may be configured on an upper portion of the main body, and when a plurality of components are configured, they may be alternately configured along an upper circumference of the main body. More specifically, the light transmitting unit may be composed of three or four along the upper circumference of the body of the cylindrical or polyhedral shape to make 120 or 90 degrees to each other based on the center, and the light receiving unit of the cylindrical or polyhedral shaped body It is composed of three or four along the upper circumference and configured to form 120 degrees or 90 degrees to each other based on the center, so that communication is easily possible regardless of the direction between the optical communication devices.
또한, 수중 광통신 장치(100)는 본체의 하측에 구성되어 전원을 공급하는 전원부와, 전원부의 상측에 구성되는 제어부를 더 포함할 수 있다. In addition, the underwater
이러한 복수의 수중 광통신 장치(100)는 서로 통신 가능한 거리 내에 이격되어 배치되며, 적어도 어느 하나의 수중 광통신 장치(100)에 의해 외부 광송수신 장치(20)와 통신 가능하다. The plurality of underwater
더욱이, 복수의 수중 광통신 장치(100)는 N x M 개의 직병렬의 격자구조(1)로 배열하여, 배열된 복수의 수중 광통신 장치(100)간 무선 통신, 유선 통신, 무선 광통신 및 유선 광통신 중 적어도 어느 하나의 방법을 통해 통신 거리를 늘릴 수 있고, 외부 광송수신 장치(20)와의 통신 거리 또한 늘릴 수 있다. Moreover, the plurality of underwater
이 때, 복수의 수중 광통신 장치를 수중에 서로 통신 가능한 거리 내에 이격되어 배치하기 위한 격자구조의 프레임을 더 포함할 수 있다. 격자구조의 프레임을 수중 또는 수중의 바닥에 구성하고, 프레임에 복수의 수중 광통신 장치(100)를 고정시킴으로써 간격을 유지시키고 고정시킬 수 있다. At this time, the plurality of underwater optical communication devices may further include a grid-like frame for arranging spaced apart within a distance capable of communicating with each other. The frame of the lattice structure can be formed in the water or in the bottom of the water, and the space can be maintained and fixed by fixing the plurality of underwater
바람직하게는, 복수의 수중 광통신 장치(100)는 무선 광통신에 의해 서로 광통신 가능한 거리 내에 이격되어 배치되어 서로 통신할 수 있다. 이 때, 무선 광통신은 광섬유를 이용하지 않고 자유공간 상에서 광을 전송매체로 사용하여 통신할 수 있다. Preferably, the plurality of underwater
또한, 복수의 수중 광통신 장치(100)는 광섬유를 통한 유선 광통신에 의해 서로 광통신 가능한 거리 내에 이격되어 배치되어 서로 통신할 수 있다. 보다 구체적으로, 복수의 수중 광통신 장치(100)는 적어도 2 개 이상 구성되며, 복수의 수중 광통신 장치(100)가 광섬유에 의해 서로 연결되어 광섬유의 길이에 따라 원거리에서 통신 가능하도록 구성될 수도 있다. 동일한 높이의 내에서 복수의 수중 광통신 장치(100)는 연결하는 광섬유의 길이만큼 통신할 수 있는 거리가 늘어나서 중계기가 없이 5km 이상으로 통신 거리가 늘어날 수 있다. 또한, 이러한 복수의 수중 광통신 장치(100) 간의 통신은 통신 장치를 연결하지 않고, 수중 광통신 장치(100)의 통신 거리 내에 다른 수중 광통신 장치(100)를 두기만 하면 연결효과를 얻을 수 있다. 이와 같이 복수의 수중 광통신 장치(100)는 통신 거리를 늘릴 수 있어 설치가 어려운 수중(10)에서 용이하게 설치하며 통신 거리를 늘릴 수 있다. Further, the plurality of underwater
N x M 개의 직병렬의 격자구조(1)로 배열되는 복수의 수중 광통신 장치(100)는 서로 광통신 가능한 거리 내에 이격되어 배치되며, 이격된 거리는 수중(10)의 탁도에 의해 결정될 수 있다. 해양 또는 수중(10)에서 광송신 및 광수신 장치로 구성된 복수의 수중 광통신 장치(100) 간의 통신 거리가 탁도가 낮은 곳에서는 최대 200m 이내이고, 탁도가 높은 곳에서는 10m 이내로 통신 속도는 빠르나 통신 거리에 제약이 있다. 따라서 복수의 수중 광통신 장치(100) 간의 이격된 거리는 탁도에 따라 최대 200m 이내에서 10m 이내로 설정될 수 있다. The plurality of underwater
또한, N x M 개의 직병렬의 격자구조(1)로 배열되는 복수의 수중 광통신 장치(100)는 서로 광통신 가능한 거리 내에 L 간격으로 이격되어 배치되며, 복수의 수중 광통신 장치(100)의 상측 또는 하측을 지나는 무인 잠수정(AUV) 또는 유인 잠수정과의 통신 거리는 최소 (N+2) x L이나 (M+2) x L로 늘어날 수 있다. 여기서, 무인 잠수정(AUV) 또는 유인 잠수정은 앞에서 설명한 외부 광송수신 장치(20)에 포함될 수 있다. 한편, 외부 광송수신 장치(20)는 무인 잠수정(AUV) 및 유인 잠수정뿐만 아니라, 복수의 수중 광통신 장치(100)와 광통신 가능한 선박 등 수면 위 또는 수중(10)을 이동하거나 고정된 대상일 수 있으며, 물 밖의 공간을 이동하거나 고정된 대상일 수도 있다. In addition, the plurality of underwater
아래에서 일 실시예에 따른 수중 광통신 장치(100) 간의 통신 거리를 늘리는 장치를 보다 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a device for increasing a communication distance between the underwater
도 2는 일 실시예에 따른 수중 광통신 장치(100) 간의 통신 거리를 늘리는 장치의 제어 구조를 설명하기 위한 도면이다. 2 is a view for explaining a control structure of a device for increasing the communication distance between the underwater
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 수중 광통신 장치(100) 간의 통신 거리를 늘리는 장치는 복수의 수중 광통신 장치(100)를 포함하여 이루어질 수 있으며, 실시예에 따라 외부 전원부(300), 외부 제어부(200) 및 자기위치정보시스템을 더 포함하여 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 2, an apparatus for increasing the communication distance between the underwater
복수의 수중 광통신 장치(100)는 광 송신부 및 광 수신부가 일체로 구성되며, 예컨대 1 개의 송신용 LED 및 1 개의 수신용 포토다이오드로 구성될 수 있고, 수신 신호를 증폭하는 장치를 포함할 수 있다. 이 때 수신 신호를 증폭하기 위해 수신용 포토다이오드를 이용할 수 있다. 또한, 광 송신부 및 광 수신부는 각각 복수 개 구성될 수 있다. The plurality of underwater
특히, 복수의 수중 광통신 장치(100)는 N x M 개의 직병렬의 격자구조(1)로 배열하여, 배열된 복수의 수중 광통신 장치(100)간 무선 통신, 유선 통신, 무선 광통신 및 유선 광통신 중 적어도 어느 하나를 통해 통신 거리를 늘릴 수 있고, 외부 광송수신 장치(20)와의 통신 거리 또한 늘릴 수 있다. 바람직하게는, 복수의 수중 광통신 장치(100)는 무선 광통신에 의해 서로 광통신 가능한 거리 내에 이격되어 배치되어 서로 통신할 수 있다. In particular, the plurality of underwater
이 때, 격자구조의 프레임을 수중 또는 수중의 바닥에 구성하고, 프레임에 복수의 수중 광통신 장치(100)를 고정시킴으로써 복수의 수중 광통신 장치를 수중에 서로 통신 가능한 거리 내에 이격되어 배치 및 고정시킬 수 있다. 외부 제어부(200)는 외부에 설치되어 복수의 수중 광통신 장치(100)에 전원을 공급하도록 제어할 수 있고, 복수의 수중 광통신 장치(100)의 송수신 신호를 제어할 수 있다. 여기서, 외부 제어부(200)는 N x M 개의 직병렬의 격자구조(1)로 배열된 복수의 수중 광통신 장치(100) 중 하나와 연결됨으로써 복수의 수중 광통신 장치(100)의 송수신 신호를 제어할 수 있다. At this time, by constructing a frame of a lattice structure on the water or on the bottom of the water, and fixing the plurality of underwater
외부 전원부(300)는 외부에 설치되어 복수의 수중 광통신 장치(100)에 전원을 공급할 수 있다. 즉, 외부 전원부(300)는 외부 제어부(200)의 제어에 따라 복수의 수중 광통신 장치(100)에 전원을 공급할 수 있다. 이 때, 외부 전원부(300)는 N x M 개의 직병렬의 격자구조(1)로 배열된 복수의 수중 광통신 장치(100) 중 하나와 연결됨으로써 복수의 수중 광통신 장치(100)에 전원을 공급할 수 있다. 예컨대 외부 전원부(300)는 외부 배터리로 구성될 수 있다. The external
여기서, N x M 개의 직병렬의 격자구조(1)로 배열된 복수의 수중 광통신 장치(100)에 전원과 통신 신호를 주고 받는 통신선(power line)이 구성될 수 있다. Here, a power line for exchanging power and communication signals to and from a plurality of underwater
그리고, 자기위치정보시스템은 외부에 설치되어 수중(10)에 설치되는 복수의 수중 광통신 장치(100)의 위치정보를 나타낼 수 있다. 예컨대, 자기위치정보시스템은 위치정보시스템(Global Positioning System, GPS)일 수 있으며, 위성을 이용한 자동위치추적 시스템으로 지구상의 모든 이동체의 위치를 거리 및 속도 등을 측정하여 복수의 수중 광통신 장치(100)의 위치정보를 자동으로 알려줄 수 있다. In addition, the magnetic location information system may indicate location information of a plurality of underwater
이와 같이, 수중에서 복수의 수중 광통신 장치를 서로 광통신 가능한 거리에 격자구조로 배열하여 하나의 통신 장치를 형성함으로써, 통신 거리가 200m 이내인 수중 광통신 장치 간의 거리를 장거리로 늘릴 수 있을 뿐만 아니라 외부 광송수신 장치와의 통신 거리 또한 늘릴 수 있다. In this way, a plurality of underwater optical communication devices are arranged in a grid structure at a distance capable of optical communication with each other to form one communication device, so that the distance between the underwater optical communication devices having a communication distance within 200 m can be increased to a long distance as well as external light. The communication distance with the transceiver can also be increased.
이러한 일 실시예에 따른 수중 광통신 장치 간의 통신 거리를 늘리는 장치를 이용한 일 실시예에 따른 수중 광통신 장치 간의 통신 거리를 늘리는 방법을 아래에서 간단히 설명한다. A method of increasing the communication distance between the underwater optical communication devices according to an embodiment using a device for increasing the communication distance between the underwater optical communication devices according to one embodiment will be briefly described below.
광 송신부 및 광 수신부가 일체로 구성되는 복수의 수중 광통신 장치(100)가 무선 통신, 유선 통신, 무선 광통신 및 유선 광통신 중 적어도 어느 하나에 의해 서로 연결되는 단계, 및 복수의 수중 광통신 장치(100) 중 적어도 어느 하나의 수중 광통신 장치(100)에 의해 외부 광송수신 장치(20)와 통신하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다. A plurality of underwater
또한, 외부 제어부(200)에 의해 복수의 수중 광통신 장치(100) 중 적어도 어느 하나 이상에 외부 전원부(300)로부터 전원을 공급하게 하는 단계를 더 포함할 수 있다. In addition, the
또한, 외부 제어부(200)에 의해 복수의 수중 광통신 장치(100) 중 적어도 어느 하나 이상에 송신 신호를 전달하거나 수중 광통신 장치(100)로부터 수신 신호를 전달 받는 단계를 더 포함할 수 있다. Also, the method may further include transmitting a transmission signal to at least one of the plurality of underwater
이 때, 광 송신부 및 광 수신부가 일체로 구성된 수중 광통신 장치(100)를 수중(10)에 직병렬의 격자구조(1)로 배열함으로써, 통신 거리가 200m 이내인 수중 광통신 장치(100) 간의 거리를 장거리로 늘릴 수 있을 뿐만 아니라, 외부 광송수신 장치(20)와의 통신 거리 또한 늘릴 수 있다. 또한, 복수의 수중 광통신 장치(100) 간의 연결효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 통신 거리를 늘릴 수 있어 설치가 어려운 수중(10)에서 용이하게 설치 가능하다. At this time, by arranging the underwater
아래에서는 수중 광통신 장치(100)에 대해 보다 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the underwater
도 3은 일 실시예에 따른 수중 광통신 장치의 예를 나타내는 도면이다. 3 is a view showing an example of an underwater optical communication device according to an embodiment.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 수중 광통신 장치(100)의 측면도를 나타내는 것으로, 수중 광통신 장치(100)는 원통 또는 다면체 형상으로 이루어질 수 있다. 여기서 수중 광통신 장치(100)는 원통 또는 다면체 형상뿐만 아니라, 다면체 형상 등 다양한 형상으로 이루어지는 것도 가능하다. Referring to FIG. 3, a side view of the underwater
수중 광통신 장치(100)는 본체(101)와 머리부(102)를 포함할 수 있다. The underwater
본체(101)는 수밀된 원통 형상 또는 다면체 형상으로 이루어질 수 있으며, 특히 비교적 무거운 배터리 등의 전원부가 하부에 구성되고, 전원부의 상측에 제어부 등이 구성될 수 있다. The
본체(101)의 상단에 구성되는 머리부(102)에는 비교적 가벼운 광 송신부 및 광 수신부가 구성될 수 있다. 이와 같이, 수중 광통신 장치(100)는 상부보다 하부가 무겁게 구성됨으로써 수중 또는 수중의 바닥에서, 오뚝이와 유사하게, 직립되게 배치될 수 있다. A relatively light optical transmission unit and an optical reception unit may be configured in the
예컨대, 머리부(102)의 상부 옆면의 둘레를 따라 다수의 송신용 LED 및 다수의 수신용 포토다이오드가 구성될 수 있다. 특히, LED는 3 개 또는 4 개 구성되어 수중 광통신 장치(100)의 상부 옆면에 사이각 120도 또는 90도를 이루도록 구성될 수 있으며, LED 사이 공간에 3 개 또는 4 개의 포토다이오드가 상부 옆면을 따라 사이각 120도 또는 90도를 이루도록 구성될 수 있다. 한편, 여기에서는 3 개 또는 4 개 구성되는 LED 및 포토다이오드를 하나의 예시로써 설명하고 있으나, LED 및 포토다이오드의 수는 이에 제한되지 않으며 실시예에 따라 1 개 이상으로 변경될 수 있다. For example, a plurality of LEDs for transmission and a plurality of photodiodes for reception may be configured along the circumference of the upper side of the
도 4는 일 실시예에 따른 수중 광통신 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다. 4 is a view schematically showing the structure of an underwater optical communication device according to an embodiment.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 수중 광통신 장치(100)는 전원부(110), 제어부(120), 광 송신부(130) 및 광 수신부(140)를 포함하여 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 4, the underwater
수중 광통신 장치(100)의 본체 내부에 전원부(110), 제어부(120), 광 송신부(130) 및 광 수신부(140)를 수용할 수 있으며, 수중에서 광통신을 할 수 있도록 수중 또는 수중의 바닥에 배치될 수 있다. The power unit 110, the control unit 120, the
이러한 본체는 앞에서 설명한 바와 같이 수밀된 원통 형상 또는 다면체 형상으로 이루어질 수 있으며, 특히 전원부(110) 등이 구성되는 하부가 광 송신부(130) 및 광 수신부(140)가 구성되는 상부보다 무거워 수중 또는 수중의 바닥에서 직립되게 배치될 수 있다. As described above, the main body may be formed in a watertight cylindrical shape or a polyhedron shape, and in particular, the lower portion where the power supply unit 110 is configured is heavier than the upper portion where the
전원부(110)는 본체의 하측에 구성되어 전원을 공급할 수 있다. 예를 들어 전원부(110)는 광 송신부(130), 광 수신부(140) 및 제어부(120)에 전원을 공급할 수 있는 배터리로 구성될 수 있다. The power supply unit 110 is configured on the lower side of the main body to supply power. For example, the power supply unit 110 may be configured with a battery that can supply power to the
그리고, 제어부(120)는 전원부(110)의 상측에 구성될 수 있으며, 광 송신부(130) 및 광 수신부(140)를 제어할 수 있다. 예를 들어 제어부(120)는 제어 신호를 통해 광 송신부(130)에서 다른 광 수신부(140)로 광 통신하도록 할 수 있으며, 또한 제어부(120)는 광 수신부(140)에서 수신된 신호를 제어 신호로 변경할 수 있다. In addition, the control unit 120 may be configured on the upper side of the power supply unit 110, and may control the
광 송신부(130)는 본체의 상부 또는 측면부에 구성되어 전기 신호를 광 신호로 변환하여 외부로 송신할 수 있다. The
예컨대, 광 송신부(130)는 전기 신호를 광 신호로 변환하여 외부로 송신하는 발광다이오드(Light-Emitting Diode, LED)로 이루어질 수 있다. For example, the
광 송신부(130)로 사용되는 LED는 광원의 도달 거리까지만 통신이 가능하여 보안성이 높으며, 인체에 무해하고, 대역에 대한 규제가 없다. 또한, 기타 광원들과 비교하여 낮은 전력 소비량과 긴 수명 및 친환경적인 특성을 갖는다.The LED used as the
광 송신부(130)는 본체의 상부에 각각 복수 개 구성되며, 본체의 상부 둘레를 따라 교번하여 구성될 수 있다. A plurality of
광 수신부(140)는 본체의 상부 또는 측면부에 구성되어 외부로부터 광 신호를 수신할 수 있으며, 예컨대 외부 장치로부터 수신되는 LED 광을 감지할 수 있다. The
예를 들어, 광 수신부(140)는 외부로부터 광 신호를 수신하여 전기 신호로 변환하는 포토다이오드(photodiode)로 이루어질 수 있다. 여기서, 포토다이오드는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 광 센서의 한 종류이다. 포토다이오드는 응답속도가 빠르고, 감도 파장이 넓으며, 광 전류의 직진성이 양호하다. For example, the
광 수신부(140)는 본체의 상부에 각각 복수 개 구성되며, 본체의 상부 둘레를 따라 교번하여 구성될 수 있다. A plurality of light receiving
일례로, 본체는 원통 또는 다면체 형상으로 이루어지며, 광 송신부(130)는 원통 또는 다면체 형상의 본체의 상부 둘레를 따라 3 개 구성되어 중심을 기준으로 서로 120도를 이루고, 광 수신부(140)는 원통 또는 다면체 형상의 본체의 상부 둘레를 따라 3 개 구성되어 중심을 기준으로 서로 120도를 이루도록 구성될 수 있다. In one example, the body is made of a cylindrical or polyhedral shape, the
다른 예로, 본체는 원통 또는 다면체 형상으로 이루어지며, 광 송신부(130)는 원통 또는 다면체 형상의 본체의 상부 둘레를 따라 4 개 구성되어 중심을 기준으로 서로 90도를 이루고, 광 수신부(140)는 원통 또는 다면체 형상의 본체의 상부 둘레를 따라 4 개 구성되어 중심을 기준으로 서로 90도를 이루도록 구성될 수 있다.As another example, the body is made of a cylindrical or polyhedral shape, the
한편, 수중 광통신 장치(100)를 연결하기 위해 광섬유를 더 포함할 수 있다. 이 경우 수중 광통신 장치(100)는 적어도 2 개 이상 구성되며 광섬유에 의해 서로 연결되어 광섬유의 길이에 따라 원거리에서 통신 가능하다. 이 때, 광통신은 굴절률이 큰 속유리(코어)와 굴절률이 작은 겉유리(클래딩)로 이루어진 광섬유를 통해 빛 신호를 주고받는 통신 방식이다. 광통신의 광 송신부(130)에서는 전기 신호를 빛 신호로 변환한 후 광섬유를 통해 전송하고 광통신의 광 수신부(140)에서는 빛 신호를 다시 전기 신호로 변환할 수 있다. 전기 신호를 빛 신호로 변환하는 데는 레이저다이오드나 발광다이오드 등을 이용할 수 있으며, 빛 신호를 전기 신호로 바꿀 때는 포토다이오드나 광전다이오드 등을 이용할 수 있다.Meanwhile, an optical fiber may be further included to connect the underwater
이러한 광통신은 전기 신호를 구리선을 이용하여 주고받는 전기 통신에 비해 여러 가지 장점이 있다. 외부의 전자파에 의한 간섭이 거의 없으므로 수십~수백 km의 거리를 중계기 없이도 전송 가능하게 되어 경제적이다. 그리고 외부로부터의 도청이 불가능하며, 광섬유를 여러 가닥 묶어서 케이블로 만든 것을 광케이블이라고 하는데, 이 광케이블을 통해 동시에 많은 양의 정보를 주고받을 수 있다.This optical communication has several advantages over electrical communication that uses electrical wires to send and receive electrical signals. Since there is little interference from external electromagnetic waves, it is economical because it can transmit distances of tens to hundreds of kilometers without a repeater. In addition, it is impossible to wiretap from the outside, and it is called an optical cable by bundling several strands of optical fibers, and through this optical cable, a large amount of information can be exchanged simultaneously.
도 5는 일 실시예에 따른 수중 광통신 장치의 광 송신부 및 광 수신부의 배열을 설명하기 위한 도면이다. 5 is a view for explaining an arrangement of an optical transmitting unit and an optical receiving unit of an underwater optical communication device according to an embodiment.
보다 구체적으로, 도 5a는 일 실시예에 따른 각각 3 개의 광 송신부 및 광 수신부를 갖는 수중 광통신 장치의 배열을 나타낸다. 그리고 도 5b는 일 실시예에 따른 각각 4 개의 광 송신부 및 광 수신부를 갖는 수중 광통신 장치의 배열을 나타낸다. More specifically, FIG. 5A shows an arrangement of an underwater optical communication device having three optical transmitters and an optical receiver, respectively, according to an embodiment. And Fig. 5b shows an arrangement of an underwater optical communication device having four optical transmitting units and an optical receiving unit, respectively, according to an embodiment.
도 5a 및 도 5b는 광섬유로 연결된 복수의 수중 광통신 장치를 나타내며, 복수의 광통신 장치(100a, 100b) 간의 거리를 광섬유로 연결하는 하나의 광통신 모듈을 나타낸다. 여기서, 각각의 수중 광통신 장치(100a, 100b)는 도 1 내지 도 4에서 설명한 일 실시예에 따른 수중 광통신 장치이거나 수중 광통신 장치를 포함할 수 있다. 아래에서는 보다 구체적인 설명을 위해 서로 다른 수중 광통신 장치를 제1 수중 광통신 장치(100a) 및 제2 수중 광통신 장치(100b)로 구분하여 설명하기로 한다.5A and 5B show a plurality of underwater optical communication devices connected by optical fibers, and show one optical communication module connecting distances between the plurality of
수중 광통신 장치(100a, 100b)의 구조에서 수밀된 원통이나 다면체의 하부에는 무거운 배터리 등과 같은 전원부를 구성하고, 원통이나 다면체 내의 상부에는 광 송신부(130a, 130b) 및 광 수신부(140a, 140b)를 구성할 수 있다. 이 때, 광 송신부(130a, 130b)는 LED로 구성될 수 있으며, 광 수신부(140a, 140b)는 포토다이오드로 구성될 수 있다. In the structure of the underwater
도 5a에 도시된 바와 같이, 원통이나 다면체의 상부 옆면에 3 개의 LED(130a, 130b)가 중심을 기준으로 120도를 이루도록 배치될 수 있으며, 3 개의 포토다이오드(140a, 140b)가 중심을 기준으로 120도 이루도록 배치되되 LED(130a, 130b) 사이에 배치될 수 있다. As shown in Figure 5a, three LEDs (130a, 130b) on the upper side of the cylinder or polyhedron may be arranged to form 120 degrees with respect to the center, three photodiodes (140a, 140b) with reference to the center It is arranged to achieve 120 degrees, but may be disposed between the
또한, 도 5b에 도시된 바와 같이, 원통이나 다면체의 상부 옆면에 4 개의 LED(130a, 130b)가 중심을 기준으로 90도를 이루도록 배치될 수 있으며, 4 개의 포토다이오드(140a, 140b)가 중심을 기준으로 90도 이루도록 배치되되 LED(130a, 130b) 사이에 배치될 수 있다. In addition, as shown in Figure 5b, four LEDs (130a, 130b) on the upper side of the cylinder or polyhedron may be arranged to form 90 degrees relative to the center, the four photodiodes (140a, 140b) is the center It is arranged to achieve 90 degrees based on, but may be disposed between the LED (130a, 130b).
이와 같이, 복수의 LED(130a, 130b) 및 포토다이오드(140a, 140b)를 서로 교번하여 구성함으로써 수중 광통신 장치 간의 방향에 관계없이 용이하게 통신이 이루어지도록 할 수 있다. As described above, the plurality of
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 컨트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The device described above may be implemented with hardware components, software components, and / or combinations of hardware components and software components. For example, the devices and components described in the embodiments include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor (micro signal processor), a microcomputer, a field programmable array (FPA), It may be implemented using one or more general purpose computers or special purpose computers, such as a programmable logic unit (PLU), microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may run an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. In addition, the processing device may access, store, manipulate, process, and generate data in response to the execution of the software. For convenience of understanding, a processing device may be described as one being used, but a person having ordinary skill in the art, the processing device may include a plurality of processing elements and / or a plurality of types of processing elements. It can be seen that may include. For example, a processing device may include a plurality of processors or a processor and a controller. In addition, other processing configurations, such as parallel processors, are possible.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instruction, or a combination of one or more of these, and configure the processing device to operate as desired, or process independently or collectively You can command the device. Software and / or data may be interpreted by a processing device, or to provide instructions or data to a processing device, of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device. Can be embodied in The software may be distributed on networked computer systems, and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored in one or more computer-readable recording media.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, or the like alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiments or may be known and usable by those skilled in computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic media such as floptical disks. -Hardware devices specially configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc., as well as machine language codes produced by a compiler.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described by a limited embodiment and drawings, those skilled in the art can make various modifications and variations from the above description. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and / or the components of the described system, structure, device, circuit, etc. are combined or combined in a different form from the described method, or other components Alternatively, even if replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다. Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
Claims (12)
상기 복수의 수중 광통신 장치를 수중에 서로 통신 가능한 거리 내에 이격되어 배치하기 위한 격자구조의 프레임
을 포함하고,
상기 수중 광통신 장치는,
수밀된 원통 형상 또는 다면체 형상의 본체로 이루어지고, 하부가 상부보다 무거워 수중 또는 수중의 바닥에서 직립되게 배치되며, 상기 수중 광통신 장치의 상기 광 송신부 및 상기 광 수신부는, 상기 본체의 상부에 각각 복수 개 구성되며, 상기 본체의 상부 둘레를 따라 교번하여 구성되고,
상기 수중 광통신 장치의 상기 광 송신부는, 원통 또는 다면체 형상의 상기 본체의 상부 둘레를 따라 3 개 또는 4 개 구성되어 중심을 기준으로 서로 120도 또는 90도를 이루고, 상기 광 수신부는, 원통 또는 다면체 형상의 상기 본체의 상부 둘레를 따라 3 개 또는 4 개 구성되어 중심을 기준으로 서로 120도 또는 90도를 이루며,
상기 복수의 수중 광통신 장치는,
서로 통신 가능한 거리 내에 이격되어 배치되며, 적어도 어느 하나의 수중 광통신 장치에 의해 외부 광송수신 장치와 통신 가능하며, N x M 개의 직병렬의 격자구조로 배열하여, 배열된 상기 복수의 수중 광통신 장치간 무선 또는 유선 광통신을 통해 통신 거리를 늘리고, 상기 외부 광송수신 장치와 통신 거리를 늘리며, 상기 N x M 개의 직병렬의 격자구조로 배열되는 상기 복수의 수중 광통신 장치는 서로 광통신 가능한 거리 내에 L 간격으로 이격되어 배치되며, 상기 복수의 수중 광통신 장치의 상측 또는 하측을 지나는 무인 잠수정(AUV(Autonomous Underwater Vehicle, AUV) 또는 유인 잠수정과의 통신 거리는 최소 (N+2) x L이나 (M+2) x L로 늘어나는 것
을 특징으로 하는, 수중 광통신 장치 간의 통신 거리를 늘리는 장치.A plurality of underwater optical communication devices comprising an optical transmission unit that converts an electrical signal into an optical signal and transmits it to the outside; And
A grid-like frame for arranging the plurality of underwater optical communication devices within a distance that can communicate with each other underwater
Including,
The underwater optical communication device,
It is made of a water-tight cylindrical or polyhedral body, and the lower portion is heavier than the upper portion, and is arranged to stand upright at the bottom of the water or underwater, and the optical transmitting unit and the optical receiving unit of the underwater optical communication device are respectively a plurality of upper portions of the main body. It is composed of dogs, alternately along the upper circumference of the main body,
The optical transmission unit of the underwater optical communication device is composed of three or four along the upper circumference of the body in the shape of a cylinder or polyhedron to form 120 or 90 degrees to each other based on the center, and the optical receiver is a cylindrical or polyhedron It is composed of three or four along the upper circumference of the body of the shape to form 120 or 90 degrees to each other based on the center,
The plurality of underwater optical communication device,
Arranged spaced apart from each other within a distance capable of communicating with each other, and capable of communicating with an external optical transmission / reception device by at least one underwater optical communication device, arranged in a grid structure of N x M serial parallel, and arranged between the plurality of underwater optical communication devices The communication distance is increased through wireless or wired optical communication, the communication distance with the external optical transmission / reception device is increased, and the plurality of underwater optical communication devices arranged in a grid structure of the N x M series are L spaced within a distance capable of optical communication with each other. Spaced apart, the communication distance with an unmanned submarine (AUV (Autonomous Underwater Vehicle, AUV) or manned submersible) passing through the upper or lower side of the plurality of underwater optical communication devices is at least (N + 2) x L or (M + 2) x Stretching to L
Device for increasing the communication distance between the underwater optical communication device, characterized in that.
상기 복수의 수중 광통신 장치의 이격된 거리는 수중의 탁도에 의해 결정되는 것
을 특징으로 하는, 수중 광통신 장치 간의 통신 거리를 늘리는 장치.According to claim 1,
The distance between the plurality of underwater optical communication devices is determined by the turbidity of the underwater
Device for increasing the communication distance between the underwater optical communication device, characterized in that.
상기 복수의 수중 광통신 장치에 전원을 공급하도록 외부에 설치되는 외부 전원부; 및
상기 복수의 수중 광통신 장치에 제공하는 전원 및 송수신 신호를 제어하도록 외부에 설치되는 외부 제어부
를 더 포함하는, 수중 광통신 장치 간의 통신 거리를 늘리는 장치. According to claim 1,
An external power supply unit installed externally to supply power to the plurality of underwater optical communication devices; And
An external control unit installed externally to control power and transmission / reception signals provided to the plurality of underwater optical communication devices
Further comprising, a device for increasing the communication distance between the underwater optical communication device.
수중에 설치되는 상기 복수의 수중 광통신 장치의 위치정보를 나타내는 자기위치정보시스템
을 더 포함하는, 수중 광통신 장치 간의 통신 거리를 늘리는 장치.According to claim 1,
A magnetic location information system showing location information of the plurality of underwater optical communication devices installed underwater
Further comprising, a device for increasing the communication distance between the underwater optical communication device.
상기 수중 광통신 장치의 상기 광 송신부는,
전기 신호를 광 신호로 변환하여 외부로 송신하는 발광다이오드(Light-Emitting Diode, LED)로 이루어지고,
상기 광 수신부는,
외부로부터 광 신호를 수신하여 전기 신호로 변환하는 포토다이오드(photodiode)로 이루어지며, 상기 포토다이오드를 통해 수신된 광 신호를 증폭하는 것
을 특징으로 하는, 수중 광통신 장치 간의 통신 거리를 늘리는 장치.According to claim 1,
The optical transmission unit of the underwater optical communication device,
It consists of a light-emitting diode (LED) that converts an electrical signal into an optical signal and transmits it to the outside.
The light receiving unit,
It consists of a photodiode that receives an optical signal from the outside and converts it into an electrical signal, and amplifies the optical signal received through the photodiode.
Device for increasing the communication distance between the underwater optical communication device, characterized in that.
상기 수중 광통신 장치는,
본체의 하측에 구성되어 전원을 공급하는 전원부; 및
상기 전원부의 상측에 구성되는 제어부
를 더 포함하고,
상기 광 송신부 및 상기 광 수신부는,
상기 본체의 상부 또는 측면부에 구성되는 것
을 특징으로 하는, 수중 광통신 장치 간의 통신 거리를 늘리는 장치.According to claim 1,
The underwater optical communication device,
It is configured on the lower side of the main body to supply power; And
Control unit configured on the upper side of the power supply unit
Further comprising,
The optical transmitting unit and the optical receiving unit,
Consists of the top or side of the body
Device for increasing the communication distance between the underwater optical communication device, characterized in that.
상기 복수의 수중 광통신 장치는,
적어도 2 개 이상 구성되며, 상기 복수의 수중 광통신 장치가 광섬유에 의해 서로 연결되어 상기 광섬유의 길이에 따라 원거리에서 통신 가능한 것
을 특징으로 하는, 수중 광통신 장치 간의 통신 거리를 늘리는 장치.According to claim 1,
The plurality of underwater optical communication device,
It is composed of at least two or more, and the plurality of underwater optical communication devices are connected to each other by optical fibers so that they can communicate at long distances according to the length of the optical fibers.
Device for increasing the communication distance between the underwater optical communication device, characterized in that.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180142233A KR102097279B1 (en) | 2018-11-19 | 2018-11-19 | Apparatus for increasing communication distance between underwater optical communication devices |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180142233A KR102097279B1 (en) | 2018-11-19 | 2018-11-19 | Apparatus for increasing communication distance between underwater optical communication devices |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR102097279B1 true KR102097279B1 (en) | 2020-04-06 |
Family
ID=70281926
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020180142233A KR102097279B1 (en) | 2018-11-19 | 2018-11-19 | Apparatus for increasing communication distance between underwater optical communication devices |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102097279B1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150037347A (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-08 | 대우조선해양 주식회사 | Underwater robot communication device and method thereof |
JP2015205677A (en) * | 2013-10-15 | 2015-11-19 | オコム・テクノロジー・リミテッド・ライアビリティ・カンパニーOcom Technology Llc | Submarine optical fiber network |
JP2017184034A (en) * | 2016-03-30 | 2017-10-05 | 大日本印刷株式会社 | Ocean network system, buoy, submarine object control system, submarine communication method, submarine object control method, and program |
KR20180023585A (en) | 2016-08-26 | 2018-03-07 | 킹 압둘라 유니버시티 오브 사이언스 앤드 테크놀로지 | Systems and methods for underwater illumination, survey, and wireless optical communications |
-
2018
- 2018-11-19 KR KR1020180142233A patent/KR102097279B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150037347A (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-08 | 대우조선해양 주식회사 | Underwater robot communication device and method thereof |
JP2015205677A (en) * | 2013-10-15 | 2015-11-19 | オコム・テクノロジー・リミテッド・ライアビリティ・カンパニーOcom Technology Llc | Submarine optical fiber network |
JP2017184034A (en) * | 2016-03-30 | 2017-10-05 | 大日本印刷株式会社 | Ocean network system, buoy, submarine object control system, submarine communication method, submarine object control method, and program |
KR20180023585A (en) | 2016-08-26 | 2018-03-07 | 킹 압둘라 유니버시티 오브 사이언스 앤드 테크놀로지 | Systems and methods for underwater illumination, survey, and wireless optical communications |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11128386B2 (en) | High-bandwidth underwater data communication system | |
US8953944B2 (en) | Systems and methods for establishing an underwater optical communication network | |
US10778342B2 (en) | High-bandwidth underwater data communication system | |
CA2455284C (en) | Underwater optical communications system and method | |
Pontbriand et al. | Wireless data harvesting using the AUV Sentry and WHOI optical modem | |
US20200284903A1 (en) | Method for tracking underwater objects | |
US20170346557A1 (en) | Underwater visible light transceiving terminal | |
JP2017184034A (en) | Ocean network system, buoy, submarine object control system, submarine communication method, submarine object control method, and program | |
KR102097279B1 (en) | Apparatus for increasing communication distance between underwater optical communication devices | |
RU2690038C1 (en) | Sea measurement system for ocean exploration | |
Alexander et al. | Practical applications of free-space optical underwater communication | |
KR102042932B1 (en) | Method and apparatus for wide underwater optical communication | |
WO2011026233A1 (en) | Optical communication device, system and method | |
Mendez et al. | A comparative study of underwater wireless optical communication for three different communication links | |
Mittal et al. | Different Communication Technologies and Challenges for implementing Under Water Sensor Network | |
KR101631937B1 (en) | Visible underwater receiving terminal and information transmitting and receiving system using the terminal | |
KR102328882B1 (en) | Differential mode underwater optical wireless communication method and system using optical separation lens and bandpass filter | |
CN109862324A (en) | A kind of communication means and system based on BICM | |
JP2022164524A (en) | Underwater communication system and device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |