Trung Quốc phá giới hạn truyền tin dưới biển, bước ngoặt cho liên lạc quân sự

Một nhóm nghiên cứu Trung Quốc vừa đạt đột phá lớn trong lĩnh vực truyền thông dưới nước khi thành công truyền dữ liệu âm thanh không lỗi qua quãng đường 600 km trong lòng đại dương.

Thành tựu này được công bố trên Tạp chí Âm học Trung Quốc (Acta Acustica) – tạp chí khoa học hàng đầu trong lĩnh vực âm học của nước này.

So với thí nghiệm năm 2010 của Hải quân Mỹ – khi liên lạc dưới biển đạt 550 km – kết quả mới của Trung Quốc đánh dấu một bước tiến xa hơn. Để dễ hình dung, khoảng cách này tương đương từ Đài Bắc đến căn cứ quân sự Mỹ ở Okinawa, Nhật Bản.

Theo South China Morning Post , giữ được toàn vẹn dữ liệu trên khoảng cách xa là thách thức công nghệ cực lớn, đặc biệt với các ứng dụng quân sự như kích hoạt thiết bị ngầm hay phối hợp tác chiến chính xác – nơi dữ liệu sai lệch dù chỉ một chút cũng không thể chấp nhận.

Các tín hiệu dưới nước thường bị nhiễu loạn mạnh do tiếng ồn môi trường, hiệu ứng Doppler từ vật thể chuyển động và sự tán xạ của sóng âm trong nước biển.

Tuy vậy, giáo sư He Chengbing và nhóm nghiên cứu tại Đại học Bách khoa Tây Bắc (tỉnh Thiểm Tây, Trung Quốc) đã phát triển một hệ thống tự điều chỉnh, có khả năng nhận dạng cụm tín hiệu trong môi trường nhiều tạp âm mà không cần biết trước địa hình đáy biển – lợi thế quan trọng với các hoạt động hải quân.

Họ cũng tạo ra một thuật toán đặc biệt, chuyển đổi kênh truyền âm biến động theo thời gian thành các “ảnh chụp âm thanh” gần như tĩnh thông qua biến đổi toán học. Nhờ đó, hệ thống có thể lặp lại quy trình sửa lỗi, tương tự như việc làm nét ảnh mờ bằng nhiều lần phơi sáng.

Dù vậy, công nghệ này đòi hỏi hiệu suất tính toán cực lớn – cấp độ hàng nghìn tỷ phép tính/giây (teraflop) chỉ để xử lý một gói tín hiệu. Do đó, hiện tại vẫn chưa thể ứng dụng thời gian thực trên các thiết bị cỡ nhỏ như drone dưới nước.

Ngoài ra, các biến động đột ngột như bão biển hay thay đổi hướng di chuyển cũng làm giảm độ ổn định của kênh truyền.

Trong các cuộc thử nghiệm năm 2021 tại một địa điểm có độ sâu trung bình khoảng 5,5 km, nhóm đã đạt truyền dữ liệu âm thanh không lỗi ở cự ly khoảng 325 km và 600 km, với tốc độ 37,5 bit/giây nhờ hệ thống gồm 8 cảm biến thủy âm gắn vào phao nổi và tín hiệu mã hóa theo chuẩn QPSK (1 kỹ thuật điều chế tín hiệu số)

Hệ thống sử dụng nguồn phát âm thanh 176 dB trong dải tần cực thấp – lý tưởng cho truyền thông tầm xa nhờ độ suy hao thấp.

Đại học Bách khoa Tây Bắc, được mệnh danh là “1 trong 7 người con của quốc phòng Trung Quốc”, đã nhiều lần bị Hoa Kỳ áp đặt trừng phạt do các nghiên cứu liên quan hàng không vũ trụ và hải quân.

Theo trang web chính thức của trường, từ khi thành lập khoa âm học dưới nước từ những năm 1950, sinh viên tốt nghiệp của trường đã đóng góp quan trọng trong phát triển tàu chiến và mạng lưới giám sát biển hiện đại của Trung Quốc.