超高速「水中WiFi」實現的近未來

J-STORIES ー 如果能在水中這種電波難以穿透的環境中，實現像陸地上一樣高速且大容量的無線通信，那麼就能實時處理來自水中的資訊和數據，不僅對海洋開發、河川管理等領域大有幫助，還能實現像是從陸地使用終端設備在海中散步的樂趣，這樣的未來不再是夢想。實現這一目標的超高速水中光通信技術，正朝著實用化邁出了重要步伐。

目前，水中通信手段的主流是聲學通信，雖然可以達到遠距離，但在通信過程中容易產生噪音，且通信速度通常只有數Kbps至數十Kbps左右（Kbps＝每秒傳輸1,000位元資訊量），只能用於傳輸有限的資訊。為了替代聲學通信，各國也在積極開發以激光光束為基礎的海中無線通信技術，但到目前為止，已實用化的通信速度仍止步於Mbps級別（是Kbps的1,000倍）。

在這樣的背景下，日本的研究機構與企業共同組成的事業體，成功地在海洋試驗中達成了與地面相同的通信網路，實現了Gbps（是Mbps的1,000倍）級別的通信速度。根據國立研究開發法人海洋研究開發機構（JAMSTEC，松永是理事長）與光高速控制技術領域的創業公司Trimatys（位於千葉縣市川市，由島田雄史CEO領導）的發表，在2021年11月27日至29日進行的相模灣約1,000米水深的深海光無線通信試驗中，成功在超過100米的通信距離上實現了1Gbps的通信速度。

在發表中提到，「透過將Trimatys獨自開發的高速光通信技術與光控制技術，與JAMSTEC的海中光學技術相結合，我們實現了比傳統海中聲學通信快數千倍以上，並且比其他海中光無線通信技術還要快數十倍以上的高速化。」並表示，「這將成為海中無線通信技術領域的一個範式轉變，並且預期將帶來重大的影響。」

Trimatys公司正朝著「創造水中世界的產業」目標，並已經在積極推進各項業務。

例如，在養殖業中，利用可以收集3D資訊的「水中LiDAR（光探測與測距）」技術，可以在不接觸魚體的情況下準確測量魚的大小，並實現餵食的最佳化。此外，還可以透過水中無人機的遠程操作來探測海底塑料垃圾，並實時測量水中的CO2濃度等。

更進一步，這項技術還能在基礎設施監測（例如橋墩的損傷或劣化）、水質管理、船底檢查等領域發揮作用。此外，也有構想能夠實現「水中數位世界」，讓人們無需潛水，便可從陸地上享受海中散步的樂趣。

島田先生表示：「隨著潛水員的高齡化加劇，過去需要潛水進行的工作，將能夠由人類在陸地上操作，並由機器人來替代。此外，通過將水中環境與陸地連接，這樣的技術還能讓臥床的高齡者透過虛擬角色（如化身）在海中漫遊，或是讓孩子們無需潛水就能與海洋生物見面，還可以應用於水下水族館等場景。」

該公司表示，「我們的目標是到2030年左右，實現包括ALAN（Aqua Local Area Network，海中局域網）在內的技術實用化」（島田先生說）。

文章：大平譽子 編輯：北松克朗

頂部圖片：EpicStockMedia/Envato

如對本文有任何疑問，請聯繫：jstories@pacificbridge.jp

本文章的英文版可以從這裡查看。