Aqua-Fi: создан подводный Wi-Fi на основе светодиодов и лазеров

Технология Aqua-Fi будет использовать радиоволны для передачи данных со смартфона дайвера на «шлюзовое» устройство, прикреплённое к его снаряжению, которое будет передавать данные при помощи светового луча на установленный на поверхности воды компьютер, подключенный к интернету через спутник. Таким образом аквалангисты смогут в режиме реального времени отправлять снимки морской жизни, используя «подводный интернет». Инфографика: KAUST; Ксавье Пита

Связь под водой можно устанавливать при помощи радиоволн, акустических и световых сигналов. Однако радиоволны могут передавать данные под водой лишь на очень короткие расстояния, а акустические сигналы хоть и распространяются на дальние расстояния, способны передавать лишь ограниченные объёмы данных. Видимые световые лучи способны распространяться на дальние расстояния и передавать большие объёмы данных, однако передача узких световых лучей требует наличия зоны прямой видимости между передатчиком и приёмником.

И вот команда исследователей под руководством Шихады разработала систему подводной беспроводной связи Aqua-Fi, которая поддерживает работы с различными службами интернета – такими, как отправка мультимедийных сообщений. В основе системы – использование светодиодов или лазеров. Светодиоды обеспечивают низкое энергопотребление для связи на короткие расстояния, в то время как лазеры могут передавать данные дальше, но им требуется большее количество энергии.

В тестовой модели системы Aqua-Fi использовались зелёные светодиоды или лазер с длиной волны 520 нм для отправки данных с небольшого, простого компьютера на детектор света, подключенный к другому компьютеру. Первый компьютер преобразует фотографии и видео в цепочки «единичек» и «ноликов», которые затем переводятся в световые лучи. А те, в свою очередь, включаются и выключаются с очень высокой скоростью. Детектор света распознаёт это изменение и преобразует его вновь в «единички» и «нолики», которые компьютер-приёмник преобразует обратно в исходный фото- и видеоматериал.

Исследователи испытали систему путём одновременной отправки и приёма мультимедийных данных между двумя компьютерами, расположенными на расстоянии нескольких метров друг от друга в стоячей воде. При этом максимальная скорость передачи данных была зафиксирована на отметке в 2.11 мегабайта в секунду, а средняя задержка отклика при передаче туда и обратно составила 1.00 миллисекунды.

«Это был первый в истории случай подключения к интернету под водой с использованием беспроводного соединения», – говорит Шихада.

В условиях реального мира система Aqua-Fi будет использовать радиоволны для отправки данных со смартфона дайвера на «шлюзовое» устройство, прикреплённое к его снаряжению. Затем, подобно усилителю, который расширяет диапазон Wi-Fi домашнего интернет-маршрутизатора, этот шлюз будет передавать данные с помощью светового луча на компьютер, расположенный на поверхности и подключенный к интернету через спутник.

На практике система Aqua-Fi будет готова к использованию после того, как исследователям удастся преодолеть несколько препятствий.

«Мы надеемся улучшить качество связи и дальность передачи данных путём использования более быстрых электронных компонентов», – объясняет Шихада.

Луч света также должен оставаться идеально ровно направленным на приёмник в толще проточной воды, поэтому в команде рассматривают возможность использования сферического приёмника, который способен улавливать свет со всех сторон.

«Мы разработали относительно недорогой и гибкий способ подключения подводной среды к глобальной сети интернет», – резюмирует Шихада. – И мы надеемся на то, что в один прекрасный день система Aqua-Fi будет использоваться под водой так же легко и широко, как Wi-Fi используется на суше».