Радиоволны плохо распространяются по воде, что затрудняет беспроводную передачу информации на поверхность водолазам и подводным лодкам.
Однако ученые пытаются изменить это, разрабатывая Aqua-Fi, подводную версию Wi-Fi.
Два года назад, в 2018 году, исследователи из Университета науки и техники имени короля Абдаллы (KAUST) в Саудовской Аравии использовали лазер для передачи HD-видео через воду. Их новая экспериментальная система, известная как Aqua-Fi, основана на этой технологии.
Беспроводное и подводное
Представим себе сценарий использования Aqua-Fi. Пользователь (например, дайвер) отправляет данные (измерения, фотографии или видео) с помощью одного смартфон помещен в водонепроницаемый контейнер.
Эти данные первоначально передаются в виде радиоволн, распространяясь в пределах нескольких метров от небольшого устройства, установленного на баллонах с воздухом дайвера.
Микрокомпьютер в этом устройстве затем преобразует данные в серию сверхбыстрых световых импульсов. Каждый импульс представляет 1 или 0 в двоичном коде.
Лазер или светодиод?
Затем эти импульсы отправляются на поверхность с помощью встроенного лазера на 520 нм или серии зеленых светодиодов. Светодиоды могут отправлять данные на относительно короткие расстояния с использованием небольшого количества энергии, тогда как лазер может передавать их дальше, но потребляет больше энергии.
Достигнув поверхности, световые импульсы принимаются фотоприемником, размещенным под килем корабля, и, наконец, преобразуются обратно в исходные фотографии или видео с подключенного компьютера. Оттуда файлы могут быть загружены в Интернет через спутник.
Это кажется очень сложным, правда? На самом деле операция происходит очень быстро.
До сих пор система Aqua-Fi использовалась для загрузки и скачивания медиафайлов между двумя компьютерами, расположенными на расстоянии нескольких метров друг от друга в стоячей воде. Прежде чем его можно будет использовать в реальных условиях, его необходимо будет адаптировать для решения таких проблем, как эффект светорассеяния быстро движущейся воды. Для этого может быть полезен сферический приемник, способный обнаруживать световые импульсы со всех сторон.
«Мы создали относительно дешевый и гибкий способ подключения подводной среды к Интернету», — говорит он. Басем Шихада, исследователь во главе проекта.
«Мы надеемся, что однажды Aqua-Fi будет так же широко использоваться под водой, как Wi-Fi на поверхности».
Исследование описано в статье, опубликованной в журнале IEEE Communications Magazine, и может значительно улучшить спасательные операции или океанографические миссии и вообще все подводные действия.
