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

通過無線電、聲信號和可見光信號，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)，而聲學信號支持長距離，但數(shù)據(jù)率非常有限。可見光可以傳播很遠并攜帶大量數(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的團隊已經(jīng)建立了一個水下無線系統(tǒng)，Aqua-Fi，它支持互聯(lián)網(wǎng)服務，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，但需要更多的能量。

Aqua-Fi原型使用綠色led燈或520納米激光從一臺簡單的小型計算機向連接到另一臺計算機的光探測器發(fā)送數(shù)據(jù)。第一臺計算機將照片和視頻轉(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，然后接收計算機將其轉(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計算機之間同時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。“這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)實世界中，Aqua-Fi會使用無線電波將數(shù)據(jù)從潛水員的智能手機發(fā)送到裝備上的“網(wǎng)關”設備上。然后，就像一個擴展家庭互聯(lián)網(wǎng)路由器WiFi范圍的助推器一樣，這個網(wǎng)關通過光束將數(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障礙，Aqua-Fi才會面世。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。”光束還必須在流動的水中與接收器保持完美的一致，該團隊正在考慮一種可以從各個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幸惶欤珹qua-Fi將像水面上的WiFi一樣廣泛應用于水下?！?/p>