Unterwasser-WLAN mit LEDs und Lasern KAUST; Xavier Pita
Sie könnten denken, Sie haben alles per Live-Stream gesehen. Ob es ist Start des historischen Astronauten , die Erdbeermond oder neue Videospielkonsole enthüllt Es ist für uns eine Selbstverständlichkeit, Dinge in Echtzeit über das Internet zu sehen.
Und doch gibt es eine Grenze, die wir noch nicht vollständig durchbrochen haben - die Tiefsee. Die Kommunikation über Wasser ist nicht ganz so einfach wie über Luft und Raum.
Eine neue Studie zeigt nun, dass eine Art aquatisches Internet Daten über Lichtstrahlen senden kann, damit Taucher sofort Aufnahmen von unter dem Meer an die Oberfläche streamen können.
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Das Problem mit der Unterwasserkommunikation
Mit unserer aktuellen Technologie verwenden Taucher Handzeichen, Radio oder akustische oder digitale Lichtsignale zur Kommunikation. Diese ermöglichen zwar eine ziemlich effektive Kommunikation, haben jedoch ihre Grenzen.
A Akustische Signale unterstützen große Entfernungen, jedoch mit einer sehr begrenzten Datenrate. Sichtbares Licht kann weit wandern und viele Daten übertragen. Das Problem besteht darin, dass die schmalen Lichtstrahlen eine klare Sichtlinie zwischen Sendern und Empfängern erfordern. Radio kann unterdessen nur Daten über kurze Strecken unter Wasser übertragen. Im Moment ist das Streamen von Videos unter dem Meer einfach nicht zugänglich.
Das ist eine Schande, denn Video-Streaming bietet eine große Chance für wissenschaftliche Beobachtungen. "Menschen aus Wissenschaft und Industrie möchten Unterwasserumgebungen im Detail überwachen und erkunden", erklärte der Hauptautor Basem Shihada in a Pressemitteilung .
Untergetauchtes WLAN
Um eine Lösung zu finden, hat Shihadas Team von Die König-Abdullah-Universität für Wissenschaft und Technologie in Saudi-Arabien hat ein drahtloses Unterwasser-System gebaut, das sie synchronisiert haben. Aqua-Fi.
Aqua-Fi unterstützt Internetdienste wie das Senden von Multimedia-Nachrichten über LEDs oder Laser. Die LEDs bieten eine energiesparende Kurzstrecken-Kommunikationsoption. Laser benötigen mehr Strom, können aber Daten weiter übertragen.
Die Forscher bauten einen Aqua-Fi-Prototyp - detailliert in ihrem Studie veröffentlicht in IEE Explore - mit grünen LEDs und einem 520-Nanometer-Laser. Beide wurden verwendet, um Daten von einem kleinen, einfachen Computer an einen an einen anderen Computer angeschlossenen Lichtdetektor zu senden.
Der erste Computer wandelte Fotos und Videos in eine Reihe von Einsen und Nullen um, die dann über einen Lichtstrahl übertragen wurden, der sich mit sehr hohen Geschwindigkeiten ein- und ausschaltet, um das Signal zu übertragen. Der Lichtdetektor erfasst die Variation der Lichtgeschwindigkeit undübersetzt es zurück in die Computersprache von 1s und 0s. Dies wird wiederum vom empfangenden Computer in das gestreamte Filmmaterial oder andere Multimedia-Inhalte konvertiert.
In der realen Welt sendet Aqua-Fi mithilfe von Radiowellen Daten vom Smartphone eines Tauchers an ein an seine Ausrüstung angeschlossenes "Gateway" -Gerät. Ähnlich wie ein WiFi-Booster sendet dieses Gateway die Daten über einLichtstrahl zu einem Computer an der Oberfläche, der über Satellit mit dem Internet verbunden ist.
Hindernisse zu überwinden
Während der Tests konnte das Team eine maximale Datenübertragungsgeschwindigkeit von 2,11 Megabyte pro Sekunde und eine durchschnittliche Verzögerung von 1,00 Millisekunden für eine Hin- und Rückfahrt aufzeichnen. "Dies ist das erste Mal, dass jemand das Internet vollständig drahtlos unter Wasser nutzt", sagt erShihada.
Obwohl dies beeindruckend ist, müssen die Forscher noch einige Hindernisse überwinden. "Wir hoffen, die Verbindungsqualität und die Übertragungsreichweite durch schnellere elektronische Komponenten zu verbessern", erklärt Shihada. Außerdem muss der Lichtstrahl perfekt ausgerichtet bleibenWenn sich der Empfänger in bewegten Gewässern befindet, erwägt das Team einen sphärischen Empfänger, der Licht aus allen Winkeln einfangen kann.
"Wir haben eine relativ kostengünstige und flexible Möglichkeit geschaffen, Unterwasserumgebungen mit dem globalen Internet zu verbinden", sagt Shihada. "Wir hoffen, dass Aqua-Fi eines Tages unter Wasser genauso weit verbreitet sein wird wie WiFi über Wasser."
Da Unterwasser Wifi haben wird 5G zum Aufholen mit, das wäre eine ziemliche Leistung.