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潜水艦との通信
潜水艦との通信は、技術的な課題を提示し、専門的な技術を必要とする軍事通信の分野です。電波は塩水のような良好な電気伝導体をうまく通らないため、潜水艦は通常の無線周波数で司令当局との無線通信から遮断されます。潜水艦は海面上でアンテナを浮上させ、通常の無線送信を使用できますが、これにより、潜水艦は対潜水艦戦隊による検出に対して脆弱になります。第二次世界大戦中の初期の潜水艦は、水中速度と持久力が限られているため、ほとんど水面を旅していました。主に差し迫った脅威を回避するために潜りました。しかし、冷戦の間、原子力潜水艦が開発され、数か月間潜水することができました。これらの潜水艦にメッセージを送信することは、活発な研究分野です。超低周波（VLF）電波は海水に数百フィート浸透する可能性があり、多くの海軍は海底通信に強力なVLF送信機を使用しています。いくつかの国では、超低周波（ELF）電波を使用する送信機を構築しました。これは、海水を透過して潜水艦に潜水深度で到達できますが、これらには巨大なアンテナが必要です。
音響伝送
音は水の中を遠くまで伝わり、水中のラウドスピーカーとハイドロフォンはかなりの隙間を埋めることができます。どうやら、アメリカ海軍とロシア海軍の両方が、潜水艦が頻繁に移動する地域の海底に音響通信機器を設置し、水中通信ケーブルで陸上ステーションに接続しました。潜水艦がそのような装置の近くに隠れた場合、潜水艦は本部と連絡を取り続けることができます。時にはガートルードと呼ばれる水中電話も、潜水艦との通信に使用されます。
非常に低い周波数
VLF電波（3〜30 kHz）は、海水を約20メートルの深さまで浸透できます。したがって、浅い深さの潜水艦はこれらの周波数を使用できます。より深く水没した船舶は、長いケーブルにアンテナを備えたブイを使用する場合があります。ブイは地表から数メートル下まで上昇し、敵のソナーやレーダーで検出されないままになるほど小さい場合があります。
低周波のため、VLFブロードキャストアンテナは非常に大きくする必要があります。実際、放送サイトは通常数平方キロメートルです。これにより、そのようなアンテナが潜水艦に設置されるのを防ぎます。潜水艦はVLF受信アンテナのみを搭載しており、このような低周波数では応答しません。そのため、地上から潜水艦へのVLFブロードキャストは常に地上から発信され、船上で受信される一方向のブロードキャストです。双方向通信が必要な場合、ボートは潜望鏡の深さ（表面のすぐ下）まで上昇し、テレスコピックマストアンテナを上げて高周波数（HF、VHF、UHFなど）で通信する必要があります。
この帯域幅は狭いため、VLF無線信号は音声（音声）を伝送できず、低速のデータレートでのみテキストメッセージを送信できます。 VLFデータ転送速度は約300ビット/秒–または1秒あたり約35 8ビットASCII文字（または2秒ごとに1文に相当）–合計で450ワード/分です。単純に7ビットASCIIにシフトすると、時間単位あたりの送信文字数が14％増加します。 6ビットまたは5ビットコード（Baudotコードなど）にさらにシフトすると、毎分600および700ワードを超える速度になります。
低周波通信は一般に10kHz以下です。海水の浸透深度はわずか数メートルであり、非常に長いアンテナワイヤが表面近くに浮かぶ必要があります。
米国、ロシア、英国、ドイツ、オーストラリア、パキスタン、インドなど、潜水艦と通信するためのVLF施設を運営している国はわずかです。
非常に低い周波数
ELFおよびSLF周波数範囲（3〜300 Hz）の電磁波は、海水を数百メートルの深さまで浸透させることができ、潜水艦に動作深度で信号を送信できます。 ELFトランスミッターの構築は、非常に長い波長で動作する必要があるため、手ごわい課題です。米海軍のシステムであるSeafarerは、ソビエト/ロシアのシステムである76ヘルツで運用されているコード名Project Sanguineの下で提案されたより大きなシステムのバリアントでした（ ZEVSと呼ばれる）82ヘルツ。後者は、3,656.0キロメートルの波長に対応します。それは地球の直径の4分の1以上です。明らかに、通常の半波長ダイポールアンテナは実現可能ではありません。
その代わりに、そのような施設を建設したい人は、非常に低い接地伝導率（通常の無線送信機サイトとは反対の要件）のあるエリアを見つけ、異なるサイトの地面に2つの巨大な電極を埋め、そしてポール上のワイヤの形で、中央のステーション。他の分離も可能ですが、ムルマンスクの近くにあるZEVS送信機が使用する距離は60キロメートル（37マイル）です。地面の導電率が低いため、電極間の電流は地球の奥深くに浸透し、本質的に地球の大部分をアンテナとして使用します。ミシガン州共和国のアンテナの長さは約52キロメートル（32マイル）でした。アンテナは非常に非効率的です。それを駆動するには、専用の発電所が必要と思われますが、放射として放出される電力はわずか数ワットです。その送信は、事実上どこでも受信できます。南極の南緯78度167度Wのステーションは、ソビエト海軍がZEVSアンテナを作動させたときに送信を検出しました。
ELFトランスミッターを構築する技術的な難しさのため、ELF通信施設を建設したことが知られている唯一の国は、米国、ロシア、インドです。 2004年9月下旬に解体されるまで、後にプロジェクトELFシステム（76 Hz）と呼ばれるアメリカの船員は、ウィスコンシン州のクラムレイク（1977年以降）とミシガン州アッパー半島の2つのアンテナで構成されました（ 1980年以降）。ロシアのアンテナ（ ZEVS 、82 Hz）は、ムルマンスク近くのコラ半島に設置されています。それは1990年代初頭に西洋で注目されました。インド海軍は、アリハント級およびアクーラ級の潜水艦と通信するために、INSカタボマン海軍基地に運用可能なVLF通信施設を持っています。
ELFトランスミッション
米国軍のELF伝送に使用されるコーディングでは、それぞれ非常に長い擬似ランダムシーケンスで表される64個のシンボルを使用するリードソロモンエラー修正コードが使用されました。その後、送信全体が暗号化されました。このような手法の利点は、複数の伝送を相関させることにより、非常に低い信号対雑音比でもメッセージを完了することができ、実際のメッセージ文字を表す疑似ランダムシーケンスはごくわずかであるため、非常に高い確率であったことです。メッセージが正常に受信された場合、それは有効なメッセージ（スプーフィング防止）であったこと。
通信リンクは一方向です。潜水艦は、そのようなデバイスのサイズが大きいため、独自のELF送信機を搭載することはできませんでした。海に沈めたり、飛行機に乗ったりできる送信機を設計する試みはすぐに中止されました。
帯域幅が限られているため、情報は1分あたり数文字のオーダーで非常にゆっくりしか送信できません（シャノンのコーディング定理を参照）。したがって、別の形式の通信を確立するための指示を与えるために米国海軍によって使用されただけであり、実際のメッセージのほとんどが関連当局との双方向の通信の異なる形式を確立するための一般的な指示または要求であると仮定することは合理的です。
標準無線技術
水上潜水艦は通常の無線通信を使用できます。潜水艦は、HF、VHF、およびUHFの範囲（つまり帯域）で海軍の周波数を使用し、音声とテレプリンターの変調技術の両方を介して情報を送信できます。 HFは潜水艦の位置を裏切る可能性があるため、利用可能な場合、長距離通信には専用の軍事通信衛星システムが優先されます。米国海軍のシステムは、 海軍の超高周波衛星通信システム （UHF SATCOM）のコンポーネントである潜水艦衛星情報交換サブシステム （SSIXS）と呼ばれています。
音響伝送と無線伝送の組み合わせ
MITのチームが開発した最近の技術は、音響信号とレーダーを組み合わせて、潜水艦が飛行機と通信できるようにします。水中トランスミッターは、表面に上向きの音響スピーカーを使用します。送信機は、圧力波として伝わるマルチチャンネル音声信号を送信します。これらの波が表面に当たると、小さな振動が発生します。水上では、300 GHzの範囲のレーダーが水面から無線信号を連続的に反射します。音響信号により表面がわずかに振動すると、レーダーが振動を検出し、水中スピーカーから空中受信機までの信号の移動を完了できます。この技術は、音響信号とRF信号間の変換を使用するため、TARF（Translational Acoustic-RF）通信と呼ばれます。有望ではありますが、この技術はまだ初期段階であり、表面波紋が最大約200 mmの比較的制御された環境でのみテストされ、大きな波はデータ通信の成功を妨げています。
水中モデム
2017年4月、NATO海洋研究センターは、音響情報を使用してデジタル情報を水中で送信するための標準プロトコルであるJANUSの承認を発表しました（モデムやファックス機がアナログ電話回線でしたように）。 STANAG 4748で文書化されており、最大28キロメートル（17マイル）の距離で900Hz〜60kHzの周波数を使用します。軍用および民間用、NATOおよび非NATOデバイスで使用できます。ローマのゲートウェイ、開口部などの神にちなんで命名されました。
