JAMSTEC übertrug im November 2025 Sonardaten mit höchstens etwa 58 kbps von einem autonomen Unterwasserfahrzeug, das in 7.000 bis 7.500 Metern Tiefe im Japangraben arbeitete (JAMSTEC, Pressemitteilung zum Urashima 8000 2026), während der einzige offene internationale Standard für akustische Unterwassernachrichten, der NATO-Standard JANUS, weiterhin mit einer Basisrate von 80 bps läuft (siehe Abschnitt 4). Zwischen diesen beiden Zahlen liegt die gesamte Physik des Problems: Schall im Meerwasser breitet sich mit etwa 1.500 m/s aus, und akustische Signale verlieren 0,1 bis 4 dB pro km, wo Funk 3,5 bis 5 dB pro Meter verliert (Schirripa Spagnolo et al., Sensors 2020). Diese Zusammenstellung behandelt Kommunikationsverbindungen zwischen Unterwasserfahrzeugen, Sensoren und Bojen, nicht das Meeresrauschen, das wir in unseren Statistiken zu Unterwasserakustik und Ozean-Sonar behandelt haben; zur kabelgebundenen Alternative am Meeresboden siehe unsere Statistiken zu Seekabeln aus Glasfaser. Wir haben Daten der Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), des NATO Centre for Maritime Research and Experimentation (CMRE), der Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC), des IEEE Journal of Oceanic Engineering, der NOAA, begutachteter Fachartikel in PubMed Central und arXiv sowie Datenblätter von Herstellern zusammengeführt, die wir als Herstellerangaben kennzeichnen.
TL;DR
- Etwa 58 kbps Sonardaten wurden bei einem Tauchgang im November 2025 akustisch aus 7.000 bis 7.500 m Tiefe gesendet (JAMSTEC, Pressemitteilung zum Urashima 8000 2026).
- Etwa 0,5 Sekunden Hin-und-zurück-Laufzeit auf einer Verbindung von nur 400 m (Qarabaqi und Stojanovic, Statistical Modeling of a Shallow Water Acoustic Communication Channel 2009).
- Verbindungen von 100 km oder mehr übertragen 1 kbps oder weniger, während Verbindungen von 1 km oder weniger bis zu 100 kbps erreichen (Xu, Irigoien und Alouini, arXiv-Übersicht 2024).
- 600 km fehlerfreie Übertragung, aber nur mit 37,5 Bit pro Sekunde (Studie der Northwestern Polytechnical University, berichtet von der South China Morning Post 2025).
- JANUS am 24. März 2017 als NATO-STANAG 4748 verkündet und 2024 weiterhin der einzige offene Standard für digitale akustische Unterwasserkommunikation (Petroccia und Alves, NATO CMRE, OCEANS 2024).
- Bis zu 34,5 kbps für JANUS-Nutzlasten im Schnellmodus bei 96 bis 134 kHz über 11 bis 415 m (Li und Zheng, IEEE Journal of Oceanic Engineering 2022).
- 5.388 bps maximale Burst-Rate beim WHOI Micro-Modem, aber 3.343 bps gemessener Durchsatz auf einem Kanal (WHOI Acoustic Communications Group 2026).
- 10 uW Standby-Verbrauch bei einem stromsparenden Forschungsmodem, das mit etwa 120 mW sendet (Sanchez et al., Sensors 2012).
- Akustische Dämpfung von 0,1 bis 4 dB pro km gegenüber 3,5 bis 5 dB pro Meter bei Funk im Wasser (Schirripa Spagnolo et al., Sensors 2020).
- Globaler Markt von USD 727,3 Millionen im Jahr 2024, Wachstum von 7,7% pro Jahr bis 2034 (Global Market Insights 2025).
1. Physik des Kanals: Schallgeschwindigkeit, Latenz und Echos
Jede akustische Verbindung zahlt eine Zeitstrafe, die Funkingenieure nie sehen. Bei etwa 1.500 m/s braucht eine Nachricht rund 0,67 Sekunden für einen Kilometer in eine Richtung (1.000 m geteilt durch 1.500 m/s), sodass eine Frage und ihre Bestätigung über 1 km deutlich mehr als eine Sekunde kosten, noch bevor irgendetwas verarbeitet wird. In einem gemessenen Flachwasserkanal betrug die Hin-und-zurück-Laufzeit über nur 400 m etwa 0,5 Sekunden (Qarabaqi und Stojanovic, Statistical Modeling of a Shallow Water Acoustic Communication Channel 2009).
Das zweite Problem ist die Mehrwegeausbreitung: Kopien desselben Signals treffen auf verschiedenen Wegen ein, reflektiert von Oberfläche und Meeresboden, und überlagern sich. Es ist dasselbe Echoproblem, gegen das Sprachsysteme in Räumen kämpfen (siehe unsere Statistiken zur akustischen Echounterdrückung), nur über Millisekunden gestreckt und ständig in Bewegung. Die Kohärenzzeit, also die Dauer, in der der Kanal ähnlich genug bleibt, um als konstant zu gelten, bestimmt, wie oft ein Empfänger ihn neu erlernen muss. Bewegung verschärft das: Die Gruppe für akustische Technologie bei JAMSTEC weist darauf hin, dass ein Fahrzeug mit 10 Knoten Doppler-Verschiebungen (Frequenzänderungen durch Bewegung) erzeugt, die weit über alles hinausgehen, womit Funk in der Luft zu tun hat.
| Metrik | Wert | Quelle |
|---|---|---|
| Nominelle Schallgeschwindigkeit im Meerwasser | etwa 1.500 m/s | Qarabaqi und Stojanovic 2009 |
| Doppler-Einfluss auf akustische Unterwasserverbindungen im Vergleich zu Funk in der Luft | 4 bis 5 Größenordnungen größer | JAMSTEC Underwater Acoustic Technology Research Group 2026 |
| Hin-und-zurück-Laufzeit auf einer 400-m-Verbindung in 10 m tiefem Wasser | etwa 0,5 s | Qarabaqi und Stojanovic 2009 |
| Zusätzliche Verzögerung eines Echos, dessen Weg 15 m länger ist als der direkte Weg | 10 ms | Qarabaqi und Stojanovic 2009 |
| Kohärenzzeit des Kanals bei einer Doppler-Spreizung von 0,2 Hz (3 dB) | etwa 5 s | Qarabaqi und Stojanovic 2009 |
| Signaldämpfung: akustisch vs. Funk vs. optisch (klares Ozeanwasser) | 0,1 bis 4 dB/km vs. 3,5 bis 5 dB/m vs. 0,39 dB/m | Schirripa Spagnolo et al., Sensors 2020 |
| Optische Dämpfung in trübem Wasser | 11 dB/m | Schirripa Spagnolo et al., Sensors 2020 |
Kontext: Der Kanal von Qarabaqi und Stojanovic wurde in einem Band von 8 bis 18 kHz gemessen; dasselbe Paper berichtet, dass die mittlere Empfangsleistung innerhalb weniger Sekunden um mehrere dB schwanken kann. Neueste verfügbare Daten: Qarabaqi und Stojanovic, 2009; Schirripa Spagnolo et al., 2020. Die Physik hat sich nicht geändert, aber neuere Felddatensätze sind im offenen Zugang selten.
2. Der Zielkonflikt zwischen Rate und Reichweite
Die prägende Kennzahl dieses Feldes ist keine Geschwindigkeit, sondern ein Produkt: Datenrate mal Entfernung. Höhere Frequenzen tragen mehr Bits, werden aber schnell absorbiert, sodass jeder zusätzliche Kilometer mit Bandbreite bezahlt wird. Eine chinesische Seestudie von 2008 verglich sich mit einer »international anerkannten« Vergleichsmarke von 40 km·kbps und übertraf sie mit 9,09 kbps über 5 km, was 9,09 × 5 = 45,45 km·kbps ergibt (Shen et al., Journal of Northwestern Polytechnical University 2008). Entwürfe mit mehreren Wandlern haben diese Obergrenze seither um eine Größenordnung angehoben, wie die Tabelle zeigt.
Dieselbe Logik bestimmt die Frequenzwahl. Die Smart-Ocean-Übersicht 2024 von Xu, Irigoien und Alouini ordnet Signale von 1 bis 10 kHz Verbindungen von Dutzenden oder sogar Hunderten Kilometern bei nur Dutzenden bis Hunderten Bit pro Sekunde zu und Signale von 100 kHz bis 1 MHz Verbindungen von einigen Dutzend bis wenigen Hundert Metern. Milica Stojanovic, eine führende Forscherin des Feldes, sagte IEEE Spectrum 2017, dass 11,5 kHz für etwa 1 bis 10 km geeignet ist, während Verbindungen von 10 bis 100 km Frequenzen um 1 kHz erfordern.
| Metrik | Wert | Quelle |
|---|---|---|
| Typische Datenrate auf Verbindungen von 100 km oder mehr | 1 kbps oder weniger | Xu, Irigoien und Alouini, arXiv 2024 |
| Typische Datenrate auf Verbindungen von 5 bis 100 km | etwa 10 kbps | Xu, Irigoien und Alouini, arXiv 2024 |
| Typische Datenrate auf Verbindungen von 1 bis 5 km | etwa 20 kbps | Xu, Irigoien und Alouini, arXiv 2024 |
| Typische Datenrate auf Verbindungen von 1 km oder weniger | bis zu 100 kbps | Xu, Irigoien und Alouini, arXiv 2024 |
| Als internationale Vergleichsmarke genanntes Rate-Entfernung-Produkt | 40 km·kbps | Shen et al., J. Northwestern Polytechnical University 2008 |
| OFDM-Seetest bei 5 km (OFDM verteilt die Daten auf viele parallele Töne) | 9,09 kbps bei einer Bitfehlerrate von 10^-4 | Shen et al. 2008 |
| JAMSTEC-Mehrwege-MIMO-Verbindung (mehrere Wandler senden parallel) | über 600 kbps·km, mehr als das 10-Fache bestehender Geräte | JAMSTEC Underwater Acoustic Technology Research Group 2026 |
| Nutzbare Bandbreite: akustische vs. optische Verbindungen | 1 bis 100 kHz vs. 150 MHz | Schirripa Spagnolo et al., Sensors 2020 |
Hinweis zu Ausreißern: Die Bänder der Übersicht sind typische Werte, keine Grenzen; die Feldrekorde in Abschnitt 3 liegen an beiden Extremen. Neueste verfügbare Daten zur Vergleichsmarke von 40 km·kbps: Shen et al., 2008.
3. Feldrekorde und Seeerprobungen
Die Rekorde teilen sich in zwei Lager: Entfernung und Tiefe. Ein chinesisches Team meldete 600 km fehlerfreie Übertragung mit nur 37,5 Bit pro Sekunde, mit QPSK-Modulation und einem Hydrophon-Array aus 8 Elementen an einer Boje über Wasser mit durchschnittlich etwa 5,5 km Tiefe (South China Morning Post 2025; Einzelheiten über die Indian Defence Review 2025). Bei 1.500 m/s kommt jedes Bit auf dieser Verbindung etwa 400 Sekunden nach dem Absenden an (600.000 m geteilt durch 1.500 m/s), knapp 7 Minuten.
Am anderen Ende sendete die Erprobung des Urashima 8000 von JAMSTEC Sonardaten vom Meeresboden während des Tauchgangs an ein Schiff, sodass die Besatzung 2 bis 5 m hohe Strukturen erkennen und den Plan mitten in der Mission anpassen konnte. Die Schrägentfernung, also die Luftlinie zwischen einem Fahrzeug in der Tiefe und dem Empfänger, ist das, was die meisten Erprobungen angeben; eine Studie von 2025 mit einem akustischen Unterwasser-Glider erreichte dabei mehr als 5 km (Zou und Sun, Sensors 2025).
| Metrik | Wert | Quelle |
|---|---|---|
| Längste gemeldete fehlerfreie Verbindung (Studie in Acta Acustica) | 600 km bei 37,5 bps | Northwestern Polytechnical University, berichtet von SCMP und Indian Defence Review 2025 |
| Sonardatenrate vom Urashima 8000 aus 7.000 bis 7.500 m Tiefe (November 2025) | höchstens etwa 58 kbps Nutzdaten; Modem etwa 80 kbps effektiv bei 6.500 m | Pressemitteilung von JAMSTEC 2026 |
| Verbindung zwischen zwei Fahrzeugen, die sich mit 10 Knoten relativ zueinander bewegen, im Flachwasser | über 40 kbps | JAMSTEC Underwater Acoustic Technology Research Group 2026 |
| Maximale Schrägentfernung eines akustischen Unterwasser-Gliders (Modem mit 8 bis 16 kHz, Seegebiet mit etwa 1.800 m Tiefe) | 5.113 m | Zou und Sun, Sensors 2025 |
| Nutzlastraten des JANUS-Schnellmodus (BPSK, QPSK, 8-PSK) in See- und Küstentests, 11 bis 415 m | 11,5, 23 und 34,5 kbps | Li und Zheng, IEEE Journal of Oceanic Engineering 2022 |
| Küstentest, BPSK-Nutzlast: Bitfehlerrate und Paketfehlerrate | etwa 0,13 × 10^-3 und 0,8% | Li und Zheng 2022 |
| Verbindung eines Fischfarm-Observatoriums mit einem kommerziellen cNODE-MiniS-Modem (21 bis 31 kHz) | bis zu 6,0 kbit/s über etwa 300 m | Bergh et al., Sensors 2024 |
| Verlorene Pakete im Bankversuch des Observatoriums bei minimaler akustischer Leistung | 2 von 5.933 | Bergh et al., Sensors 2024 |
Kontext: Die Studie zum Observatorium (Bergh et al., Sensors 2024) fand Hintergrundrauschen von 3 bis 35 kHz und starke Echolot-Bursts bei 35 bis 55 kHz, mitten in den gängigen Modembändern; die Schifffahrt ist eine weitere große Lärmquelle, die wir in unseren Statistiken zum Kavitationslärm von Schiffspropellern behandelt haben. Das Paper zu den 600 km selbst war nicht abrufbar, daher beruhen seine Zahlen auf Presseberichten (siehe Daten-Hinweis).
4. JANUS: Die NATO-Basis für Interoperabilität
Der Engpass für viele Betreiber ist nicht die Geschwindigkeit, sondern die Tatsache, dass Modems verschiedener Hersteller einander nicht verstehen. Der CMRE-Wissenschaftler João Alves beschrieb die Lage als »Wildwest-Kommunikation unter Wasser« (IEEE Spectrum 2017). JANUS antwortet mit einem bewusst bescheidenen, robusten Signal, das jedes Modem umsetzen kann: eine Basisrate von 80 bps in einem Band nahe 11,5 kHz, das als gemeinsamer Treffpunkt gewählt wurde. Ein STANAG ist ein Standardisierungsabkommen der NATO; dieses wird ohne Geheimhaltungsvermerke verbreitet, sodass es auch zivile Betreiber nutzen können (Petroccia und Alves, NATO CMRE, OCEANS 2024).
Geschwindigkeit lässt sich darauf aufsetzen. In den Schnellmodus-Experimenten der Lehigh University wechselte die JANUS-Struktur in ein Band von 96 bis 134 kHz und trug Nutzlasten von bis zu 34,5 kbps, rund das 431-Fache der Basisrate (34.500 geteilt durch 80).
| Metrik | Wert | Quelle |
|---|---|---|
| Basisdatenrate von JANUS | 80 bps | Li und Zheng, IEEE Journal of Oceanic Engineering 2022 |
| Mittenfrequenz und Band von JANUS | 11,52 kHz Mitte, Band von 9,44 bis 13,6 kHz (4,16 kHz breit) | Li und Zheng 2022 |
| Frequenzsprung-Tonpaare und Größe des Basispakets | 13 Tonpaare; 64-Bit-Paket, kodiert in 144 Chips | Li und Zheng 2022 |
| Datum der Verkündung von JANUS als NATO-STANAG 4748 | 24. März 2017 | Petroccia und Alves, OCEANS 2024 |
| Offene internationale Standards für digitale akustische Unterwasserkommunikation, Stand 2024 | 1 (JANUS ist der einzige) | Petroccia und Alves, OCEANS 2024 |
| Entwicklungszeit beim CMRE vor der Anerkennung durch die NATO | etwa 10 Jahre | Ocean News and Technology 2017 |
| Beim Start beschriebene Paketnutzlast | 56 Bit, gefolgt von einer Redundanzprüfung | IEEE Spectrum 2017 |
| Pause vor einer Übertragung, damit sich Geräte in der Nähe vorbereiten können | etwa 400 ms | IEEE Spectrum 2017 |
Kontext: Die Entwicklungsgeschichte stammt von Ocean News and Technology 2017. Neueste verfügbare Daten zu den Spectrum-Zahlen: 2017; das CMRE-Paper von 2024 erwähnt eine neuere STANAG-Revision.
5. Nennwert vs. Lieferung: Forschungs- und kommerzielle Modems
Die Schlagzeilenraten sind Burst-Raten, also die Geschwindigkeit während eines Pakets, nicht das, was ein Nutzer erhält, wenn Pausen, Dekodierzeit und Bestätigungen mitgerechnet werden. Das WHOI Micro-Modem, ein Arbeitspferd der Forschung, zeigt die Lücke deutlich: Sein schnellster Pakettyp sendet Bursts mit 5.388 bps, liefert aber 3.343 bps Durchsatz auf einem Kanal, etwa 62% (3.343 geteilt durch 5.388), laut WHOI Acoustic Communications Group.
Kommerzielle Datenblätter bestätigen den Zielkonflikt zwischen Rate und Reichweite, nennen aber »bis zu«-Bestwerte, weshalb wir sie als Herstellerangaben kennzeichnen. In der Modellliste von LinkQuest erreicht das UWM3000H 6.000 m bei 80 bis 320 bps, unter 1% der Höchstrate des UWM2200 (320 geteilt durch 38.400 = 0,83%).
| Metrik | Wert | Quelle |
|---|---|---|
| Burst-Rate des WHOI Micro-Modem, PSK Rate 5 (schnellste) vs. FSK Rate 0 (robusteste) | 5.388 bps vs. 80 bps | WHOI Acoustic Communications Group 2026 |
| Gemessener Durchsatz des WHOI Micro-Modem, Rate 5, Einkanal- vs. Vierkanal-Empfänger | 3.343 bps vs. 1.622 bps | WHOI Acoustic Communications Group 2026 |
| Vollständiger Sende-und-Bestätigungs-Zyklus bei 1.500 m Reichweite | etwa 15,5 s | WHOI Acoustic Communications Group 2026 |
| Reichweite und Datenrate des LinkQuest UWM2200 | bis zu 1.000 m bei 19.200 bis 38.400 bps | LinkQuest-Produktliste (Herstellerangabe) |
| Reichweite und Datenrate des LinkQuest UWM3000H | bis zu 6.000 m bei 80 bis 320 bps | LinkQuest-Produktliste (Herstellerangabe) |
| Datenrate des Sonardyne Modem 6 in seinem Band von 20 bis 34 kHz | 200 bis 9.000 bps; zugelassene Einsatztiefe bis 5.000 m | Sonardyne-Produktseite (Herstellerangabe) |
| Modemfamilie EvoLogics S2C R | Datenraten bis 33 kbps; Arbeitsreichweiten bis 8.000 m | EvoLogics-Profil bei Naval Technology (Herstellerangabe) |
Kontext: Die Herstellerzahlen stammen von der Seite zum Sonardyne Modem 6 und dem EvoLogics-Profil bei Naval Technology. Die LinkQuest-Liste enthält außerdem ein UWM10000 mit einer Reichweite von bis zu 10.000 m bei 2.500 bis 5.000 bps (Herstellerangabe).
6. Leistungs- und Energiebudgets
Batteriebetriebene Sensoren und Fahrzeuge stehen und fallen mit dem Sendebudget. Das WHOI Micromodem-2 benötigt nominell etwa 30 W zum Senden, zieht aber beim Empfang etwa 300 mW, ein Unterschied um das 100-Fache (30 W geteilt durch 0,3 W), laut dem Entwurfs-Paper zum WHOI Micromodem-2. Deshalb bevorzugen Sensornetze kurze, seltene Nachrichten und tiefe Ruhezustände.
Forschungsentwürfe senken die Untergrenze: Das ITACA-Modem verbrauchte im Leerlauf 10 uW und zum Senden etwa 120 mW, allerdings bei nur 1 kbps über 240 m. Am oberen Ende werben Hersteller mit Sendern von 100 W (Popoto, Herstellerangabe 2019).
| Metrik | Wert | Quelle |
|---|---|---|
| Sendeleistung des WHOI Micromodem-2 für 185 dB re 1 uPa bei 1 m (Quellpegel) | 30 W nominell, Bereich von 8 bis 48 W | WHOI, Micromodem-2-Paper 2010 |
| Leistungsaufnahme des Micromodem-2 beim Empfang vs. im Ruhezustand (Micromodem-1 beim Empfang: 158 mW) | etwa 300 mW vs. 165 uW bei 5 V | WHOI, Micromodem-2-Paper 2010 |
| Senderleistung des Popoto-Modems und Platinengröße | 100 W auf einem Platinensatz von 60 mm × 90 mm | Popoto (Herstellerangabe) 2019 |
| Stromsparendes ITACA-Modem: Standby vs. Empfang vs. Senden | 10 uW vs. 24 mW vs. etwa 120 mW | Sanchez et al., Sensors 2012 |
| Standby-Leistung des Modems eines akustischen Unterwasser-Gliders | bis hinunter zu 5 mW | Zou und Sun, Sensors 2025 |
| Typische akustische Sendeleistung in einem Vergleich von Akustik, Funk und Optik | 10 W | Schirripa Spagnolo et al., Sensors 2020 |
| Batterielaufzeit des Sonardyne Modem 6 (8307), Alkaline vs. Lithium | 833 Tage vs. 1.390 Tage | Sonardyne-Produktseite (Herstellerangabe) |
Kontext: Das ITACA-Paper berichtet, dass der Empfangsverbrauch früherer Forschungsmodems im Allgemeinen über 200 mW lag. Neueste verfügbare Daten: WHOI-Micromodem-2-Paper, 2010; Sanchez et al., 2012. Neuere Leistungszahlen des WHOI gibt es auf dessen Website nur als Bildtabelle.
7. Marktgröße und operative Einsätze
Die Marktschätzungen weichen um den Faktor etwa 20 voneinander ab: von USD 96,4 Millionen bis USD 1,95 Milliarden für dasselbe Jahr (1,95 Milliarden geteilt durch 96,4 Millionen = 20,2). Die mittlere Schätzung von Global Market Insights liegt bei USD 727,3 Millionen im Jahr 2024 (GMI 2025), wobei Teledyne und L3Harris zusammen rund 20% halten. Die Streuung zeigt, dass die Abgrenzung des Umfangs unterschiedlich ist; jede einzelne Zahl sollte daher mit ihrem Herausgeber zitiert werden.
Der langlebigste öffentliche Einsatz ist das DART-Tsunami-Netz der NOAA, in dem eine akustische Verbindung Druckdaten von einem Messgerät am Meeresboden zu einer Oberflächenboje überträgt (NOAA National Data Buoy Center).
| Metrik | Wert | Quelle |
|---|---|---|
| Globaler Marktwert 2024, Prognose und Wachstum | USD 727,3 Millionen; rund USD 1,5 Milliarden bis 2034 bei 7,7% CAGR | Global Market Insights 2025 |
| Globaler Marktwert 2024 und Prognose für 2033 | USD 1,95 Milliarden; USD 3,96 Milliarden bis 2033 bei 8,2% CAGR | SkyQuest über Global Information Inc. 2025 |
| Globaler Marktwert 2024 und Prognose für 2030 | USD 96,4 Millionen; USD 198,9 Millionen bis 2030 bei 12,8% CAGR | Market Glass über Global Information Inc. 2025 |
| Anteil der Flachwasser-Modems und der Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, 2024 | über 40% und rund 50% | Global Market Insights 2025 |
| Anteil der USA am nordamerikanischen Markt, 2024 | rund 80% | Global Market Insights 2025 |
| Im März 2008 erreichte Größe des DART-Netzes | 39 Stationen | NOAA National Data Buoy Center |
| Abtastintervall des DART am Meeresboden und Meldungen im Standardmodus | alle 15 Sekunden; Meldungen alle 6 Stunden | NOAA National Data Buoy Center |
| Von der NOAA 2020 betriebene DART-Stationen, nach Becken | 32 im Pazifik, 7 im Atlantik | DOSITS 2021 |
Kontext: Die alternativen Schätzungen stammen aus dem Berichtseintrag von SkyQuest und dem Berichtseintrag von Market Glass; die Aufteilung nach Becken stammt von DOSITS (University of Rhode Island). Neueste verfügbare Daten zu den DART-Zahlen: NOAA NDBC 2008 und DOSITS 2020.
Zusammenfassung: Datenrate und Reichweite akustischer Unterwassermodems in Zahlen
| Metrik | Wert | Quelle |
|---|---|---|
| Nominelle Schallgeschwindigkeit im Meerwasser | etwa 1.500 m/s | Qarabaqi und Stojanovic 2009 |
| Einfache Verzögerung über 1 km | etwa 0,67 s | Abgeleitet: 1.000 m geteilt durch 1.500 m/s |
| Akustische vs. Funk-Dämpfung im Meerwasser | 0,1 bis 4 dB/km vs. 3,5 bis 5 dB/m | Schirripa Spagnolo et al. 2020 |
| Typische Rate auf Verbindungen von 100 km oder mehr | 1 kbps oder weniger | Xu, Irigoien und Alouini 2024 |
| Typische Rate auf Verbindungen von 1 km oder weniger | bis zu 100 kbps | Xu, Irigoien und Alouini 2024 |
| Seit Langem bestehende Vergleichsmarke für das Rate-Entfernung-Produkt | 40 km·kbps | Shen et al. 2008 |
| Längste gemeldete fehlerfreie Verbindung | 600 km bei 37,5 bps | Northwestern Polytechnical University, berichtet 2025 |
| Sonardaten aus 7.000 bis 7.500 m Tiefe | etwa 58 kbps | Pressemitteilung von JAMSTEC 2026 |
| Maximale Schrägentfernung eines akustischen Unterwasser-Gliders | 5.113 m | Zou und Sun 2025 |
| JANUS-Basisrate vs. höchste Nutzlastrate im Schnellmodus | 80 bps vs. 34,5 kbps | Li und Zheng 2022 |
| JANUS als STANAG 4748 verkündet | 24. März 2017 | Petroccia und Alves 2024 |
| WHOI Micro-Modem Burst vs. Durchsatz (Rate 5) | 5.388 vs. 3.343 bps | WHOI Acoustic Communications Group 2026 |
| Standby-Verbrauch eines stromsparenden Modems | 10 uW | Sanchez et al. 2012 |
| Reichweite und Rate des LinkQuest UWM3000H | 6.000 m bei 80 bis 320 bps (Herstellerangabe) | LinkQuest |
| Globaler Marktwert 2024 (mittlere Schätzung) | USD 727,3 Millionen | Global Market Insights 2025 |
| Spanne der Marktschätzungen für 2024 | USD 96,4 Millionen bis USD 1,95 Milliarden | Market Glass; SkyQuest 2025 |
Methodik und Quellen
- Qarabaqi und Stojanovic, Statistical Modeling of a Shallow Water Acoustic Communication Channel (2009): Schallgeschwindigkeit, Laufzeit, Mehrwege-Verzögerung und Kohärenzzeit.
- JAMSTEC Underwater Acoustic Technology Research Group und JAMSTEC-Pressemitteilung zum Urashima 8000 (15. Mai 2026): Doppler, Rate-Entfernung-Produkt, Verbindung mit bewegtem Fahrzeug und Sonarübertragung aus der Tiefsee.
- Xu, Irigoien und Alouini, State-of-the-Art Underwater Vehicles and Technologies Enabling Smart Ocean, arXiv 2412.18667 (2024): Bänder für Entfernung und Datenrate, Frequenzbänder.
- Shen et al., Journal of Northwestern Polytechnical University (2008): Vergleichsmarke von 40 km·kbps und 5-km-Seetest.
- Schirripa Spagnolo, Cozzella und Leccese, Underwater Optical Wireless Communications: Overview, Sensors 2020: Vergleich von Akustik, Funk und Optik.
- South China Morning Post (24. Mai 2025) und Indian Defence Review (25. Mai 2025): Berichterstattung zum 600-km-Versuch.
- Zou und Sun, An Acoustic Underwater Glider for the Real-Time Transmission of Observation Data, Sensors 2025: Schrägentfernung und Standby-Leistung.
- Bergh et al., A Modular Smart Ocean Observatory, Sensors 2024: cNODE-MiniS-Verbindung und Paketverlust.
- Li und Zheng, Experimental Evaluation of JANUS Fast Modes in Very High Acoustic Frequency Bands, IEEE Journal of Oceanic Engineering 2022: JANUS-Parameter und Ergebnisse des Schnellmodus.
- Petroccia und Alves, The JANUS Underwater Communications Standard: From Promulgation to Present, OCEANS 2024: Datum und Status von STANAG 4748.
- IEEE Spectrum, NATO Develops First Standardized Acoustic Signal for Underwater Communications (2017) und Ocean News and Technology (2017): Einzelheiten zum Start von JANUS.
- WHOI Acoustic Communications Group, Micro-Modem und Gallimore et al., The WHOI Micromodem-2 (2010): Burst-Raten, Durchsatz und Leistung.
- Sanchez et al., An Ultra-Low Power and Flexible Acoustic Modem Design, Sensors 2012: Zahlen zum stromsparenden Modem.
- Herstellerangaben: LinkQuest-Modellliste, Sonardyne Modem 6, EvoLogics bei Naval Technology, Popoto (2019).
- Markt: Global Market Insights (Januar 2025), SkyQuest über Global Information Inc. (Dezember 2025), Market Glass über Global Information Inc. (Juli 2025).
- Einsätze: NOAA National Data Buoy Center, DART und DOSITS (2021).
- Daten-Hinweis: Das Ergebnis von 600 km bei 37,5 bps stammt aus Presseberichten über eine Studie in Acta Acustica, die wir nicht öffnen konnten, und ist daher als berichtet, nicht als verifiziert zu behandeln. Die Marktschätzungen für 2024 reichen von USD 96,4 Millionen (Market Glass) über USD 727,3 Millionen (GMI) bis USD 1,95 Milliarden (SkyQuest), eine Streuung um etwa das 20-Fache, bedingt durch die Abgrenzung; die GMI-Seite bezeichnet die Zahl für 2024 sowohl als »bewertet mit« als auch als »überschritten« USD 727,3 Millionen. Die Seite zum WHOI Micro-Modem nennt Raten bis zu 5.400 bps, während das Micromodem-2-Paper von 2010 80 bis 5.000 bps im Burst angibt. Li und Zheng nennen das JANUS-Band im Abstract mit 4,1 kHz und in ihrer Tabelle mit 4,16 kHz. Mehrere Physik- und Leistungszahlen sind älter als drei Jahre (2008 bis 2022), weil offene Felddaten selten sind; die Physik ist stabil, aber neuere Leistungsdaten zu Modems würden Abschnitt 6 schärfen. Reichweiten und Raten der Hersteller sind Bestwert-Angaben unter günstigen Bedingungen, keine gemessenen Durchschnittswerte.
Zuletzt aktualisiert: 25. Oktober 2026. Wir aktualisieren diese Zusammenstellung vierteljährlich, und die nächste Aktualisierung wird erwartet, wenn das IEEE Journal of Oceanic Engineering sein nächstes Heft zur Unterwasserkommunikation veröffentlicht und das NATO CMRE über die jüngste Revision von STANAG 4748 berichtet.