Aqua-Fi: Υποβρύχιο WiFi που αναπτύχθηκε χρησιμοποιώντας LED και λέιζερ

Το υδάτινο Διαδίκτυο που στέλνει δεδομένα μέσω φωτεινών ακτίνων θα μπορούσε να επιτρέψει στους δύτες να μεταδώσουν άμεσα πλάνα από κάτω από τη θάλασσα στην επιφάνεια.

Το Διαδίκτυο είναι ένα απαραίτητο εργαλείο επικοινωνίας, που συνδέει δεκάδες δισεκατομμύρια συσκευές σε όλο τον κόσμο, αλλά αγωνιζόμαστε να συνδεθούμε στον Ιστό από το νερό. “Άνθρωποι τόσο από την ακαδημαϊκή όσο και από τη βιομηχανία θέλουν να παρακολουθούν και να εξερευνούν λεπτομερώς τα υποβρύχια περιβάλλοντα”, εξηγεί ο πρώτος συγγραφέας, Basem Shihada. Το ασύρματο ίντερνετ κάτω από τη θάλασσα θα επέτρεπε στους δύτες να μιλήσουν χωρίς σήματα χεριών και να στείλουν ζωντανά δεδομένα στην επιφάνεια.

Η υποβρύχια επικοινωνία είναι δυνατή με σήματα ραδιοφώνου, ακουστικού και ορατού φωτός . Ωστόσο, το ραδιόφωνο μπορεί να μεταφέρει δεδομένα μόνο σε μικρές αποστάσεις , ενώ τα ακουστικά σήματα υποστηρίζουν μεγάλες αποστάσεις, αλλά με πολύ περιορισμένο ρυθμό δεδομένων. Το ορατό φως μπορεί να ταξιδέψει πολύ και να μεταφέρει πολλά δεδομένα, αλλά οι στενές ακτίνες φωτός απαιτούν μια σαφή οπτική επαφή μεταξύ των πομπών και των δεκτών.

Τώρα, η ομάδα της Shihada δημιούργησε ένα υποβρύχιο ασύρματο σύστημα, το Aqua-Fi, το οποίο υποστηρίζει υπηρεσίες διαδικτύου , όπως η αποστολή μηνυμάτων πολυμέσων χρησιμοποιώντας LED ή λέιζερ. Τα LED παρέχουν μια επιλογή χαμηλής ενέργειας για επικοινωνία μικρών αποστάσεων, ενώ τα λέιζερ μπορούν να μεταφέρουν δεδομένα περαιτέρω, αλλά χρειάζονται περισσότερη ισχύ.

Το πρωτότυπο Aqua-Fi χρησιμοποίησε πράσινα LED ή λέιζερ 520 νανομέτρων για να στείλει δεδομένα από έναν μικρό, απλό υπολογιστή σε έναν ανιχνευτή φωτός συνδεδεμένο σε άλλο υπολογιστή. Ο πρώτος υπολογιστής μετατρέπει φωτογραφίες και βίντεο σε μια σειρά από 1s και 0s, τα οποία μεταφράζονται σε φωτεινές δέσμες που ενεργοποιούνται και απενεργοποιούνται σε πολύ υψηλές ταχύτητες. Ο ανιχνευτής φωτός ανιχνεύει αυτήν την παραλλαγή και τη μετατρέπει σε 1s και 0s, τις οποίες ο υπολογιστής λήψης μετατρέπει ξανά στο αρχικό υλικό.

Οι ερευνητές δοκίμασαν το σύστημα με ταυτόχρονη μεταφόρτωση και λήψη πολυμέσων μεταξύ δύο υπολογιστών που απέχουν λίγα μέτρα σε στατικό νερό. Κατέγραψαν μέγιστη ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων 2,11 megabyte ανά δευτερόλεπτο και μέση καθυστέρηση 1,00 millisecond για ένα ταξίδι μετ ‘επιστροφής. “Είναι η πρώτη φορά που κάποιος έχει χρησιμοποιήσει το Διαδίκτυο εντελώς υποβρύχια ασύρματα”, λέει ο Shihada.

Στον πραγματικό κόσμο , το Aqua-Fi θα χρησιμοποιούσε ραδιοκύματα για να στείλει δεδομένα από το smartphone ενός δύτη σε μια “πύλη” συσκευή συνδεδεμένη στο γρανάζι τους. Στη συνέχεια, σαν ένα ενισχυτικό που επεκτείνει το εύρος WiFi ενός οικιακού δρομολογητή Διαδικτύου, αυτή η πύλη στέλνει τα δεδομένα μέσω μιας δέσμης φωτός σε έναν υπολογιστή στην επιφάνεια που είναι συνδεδεμένος στο Διαδίκτυο μέσω δορυφόρου.

Το Aqua-Fi δεν θα είναι διαθέσιμο έως ότου οι ερευνητές ξεπεράσουν πολλά εμπόδια. “Ελπίζουμε να βελτιώσουμε την ποιότητα του συνδέσμου και το εύρος μετάδοσης με ταχύτερα ηλεκτρονικά εξαρτήματα”, εξηγεί ο Shihada. Η δέσμη φωτός πρέπει επίσης να παραμένει απόλυτα ευθυγραμμισμένη με τον δέκτη σε κινούμενα νερά και η ομάδα εξετάζει έναν σφαιρικό δέκτη που μπορεί να συλλάβει φως από όλες τις γωνίες.

“Έχουμε δημιουργήσει έναν σχετικά φτηνό και ευέλικτο τρόπο σύνδεσης υποβρύχιου περιβάλλοντος με το παγκόσμιο Διαδίκτυο”, λέει ο Shihada. “Ελπίζουμε ότι μια μέρα, το Aqua-Fi θα χρησιμοποιηθεί τόσο ευρέως κάτω από το νερό όσο το WiFi είναι πάνω από το νερό.”