Aqua Fi使用led和激光開發(fā)的水下WiFi

通過光束發(fā)送數(shù)據(jù)的水上網(wǎng)絡(luò)可以使?jié)撍畣T立即將水下的鏡頭傳輸?shù)剿妗?/p>

互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)不可或缺的通訊工具，它連接著全世界數(shù)百億的設(shè)備，但我們卻很難從水下連接到網(wǎng)絡(luò)。第一作者Basem Shihada解釋說:“學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的人們都想要詳細(xì)地監(jiān)測和探索水下環(huán)境?！焙５谉o線網(wǎng)絡(luò)將使?jié)撍畣T能夠在沒有手勢信號(hào)的情況下交談，并向海面發(fā)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

通過無線電、聲信號(hào)和可見光信號(hào)，水下通信成為可能。然而，無線電只能在短距離上攜帶數(shù)據(jù)，而聲學(xué)信號(hào)支持長距離，但數(shù)據(jù)率非常有限。可見光可以傳播很遠(yuǎn)并攜帶大量數(shù)據(jù)，但是狹窄的光束需要在發(fā)射器和接收器之間有清晰的視線。

現(xiàn)在，Shihada的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)建立了一個(gè)水下無線系統(tǒng)，Aqua-Fi，它支持互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，比如使用led或激光發(fā)送多媒體信息。led為短距離通信提供了低耗能的選擇，而激光可以將數(shù)據(jù)傳輸?shù)酶h(yuǎn)，但需要更多的能量。

Aqua-Fi原型使用綠色led燈或520納米激光從一臺(tái)簡單的小型計(jì)算機(jī)向連接到另一臺(tái)計(jì)算機(jī)的光探測器發(fā)送數(shù)據(jù)。第一臺(tái)計(jì)算機(jī)將照片和視頻轉(zhuǎn)換成一系列的1和0，然后轉(zhuǎn)換成高速開關(guān)的光束。光探測器感知到這種變化，并將其轉(zhuǎn)換為1和0，然后接收計(jì)算機(jī)將其轉(zhuǎn)換為原始素材。

研究人員通過在靜止水中相隔幾米的兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間同時(shí)上傳和下載多媒體來測試該系統(tǒng)。他們記錄的最大數(shù)據(jù)傳輸速度為每秒2.11兆字節(jié)，往返的平均延遲為1.00毫秒?！斑@是第一次有人在水下完全無線地使用互聯(lián)網(wǎng)，”Shihada說。

在現(xiàn)實(shí)世界中，Aqua-Fi會(huì)使用無線電波將數(shù)據(jù)從潛水員的智能手機(jī)發(fā)送到裝備上的“網(wǎng)關(guān)”設(shè)備上。然后，就像一個(gè)擴(kuò)展家庭互聯(lián)網(wǎng)路由器WiFi范圍的助推器一樣，這個(gè)網(wǎng)關(guān)通過光束將數(shù)據(jù)發(fā)送到地面上通過衛(wèi)星連接到互聯(lián)網(wǎng)的電腦上。

直到研究人員克服了幾個(gè)障礙，Aqua-Fi才會(huì)面世。Shihada解釋說:“我們希望通過更快的電子元件來提高鏈路質(zhì)量和傳輸范圍?！惫馐€必須在流動(dòng)的水中與接收器保持完美的一致，該團(tuán)隊(duì)正在考慮一種可以從各個(gè)角度捕捉光線的球形接收器。

Shihada說:“我們已經(jīng)創(chuàng)造了一種相對(duì)便宜和靈活的方式，將水下環(huán)境與全球互聯(lián)網(wǎng)連接起來?！薄拔覀兿Ｍ幸惶?，Aqua-Fi將像水面上的WiFi一樣廣泛應(yīng)用于水下?！?/p>