星

辰

大

海

地球的表面存在著海洋和陸地，其總面積約為3.6億平方公里，地球表面約百分之七十一的面積被海洋所覆蓋，海洋從古至今對于人類來說都是神秘之地。

目前，沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學(xué)的研究人員開發(fā)了 Aqua-Fi，這是一種通過光束傳輸數(shù)據(jù)的水下互聯(lián)網(wǎng)形式。該研究成果發(fā)表于IEEE 通訊雜志，它可以使?jié)撍畣T實時將鏡頭從海底傳輸?shù)剿妗Ｋ€使?jié)撍畣T在沒有手勢的情況下進行交流。

Aqua-Fi 將使用無線電波將數(shù)據(jù)從潛水員的智能手機發(fā)送到連接他們裝備的“網(wǎng)關(guān)”設(shè)備，該設(shè)備將通過光束將數(shù)據(jù)發(fā)送到地面上的計算機，該計算機通過衛(wèi)星連接到互聯(lián)網(wǎng)。

學(xué)術(shù)界和工業(yè)界都希望詳細監(jiān)測和探索水下環(huán)境，使用無線電、聲學(xué)和可見光信號進行水下通信。而無線電只能在短距離內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)，聲學(xué)信號支持長距離傳輸，但數(shù)據(jù)速率有限。可見光傳播很遠并能攜帶大量數(shù)據(jù)，但窄光束需要發(fā)射器和接收器之間有清晰的視線。

Aqua-Fi 是一種水下無線系統(tǒng)，支持互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，例如使用 LED 或激光發(fā)送彩信。LED 為短距離通信提供了一種低能量選擇，而激光可以更遠地傳輸數(shù)據(jù)，但需要更多功率。

Aqua-Fi 原型使用綠色 LED 或 520nm 激光將數(shù)據(jù)從簡單的計算機發(fā)送到另一臺計算機的光探測器。第一臺計算機將照片和視頻轉(zhuǎn)換成一系列 1 和 0，這些 1 和 0 被轉(zhuǎn)換為高速打開和關(guān)閉的光束。光探測器感應(yīng)到這種變化并將其轉(zhuǎn)換回 1 和 0，接收計算機將其轉(zhuǎn)換回原始素材。

研究人員通過在靜止水中相距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 2.11MB，往返的平均延遲為 1.00 毫秒。

在 Aqua-Fi 真正投入應(yīng)用之前，研究人員還有幾個問題要解決。比如需要通過更快的電子元件來提高鏈路質(zhì)量和傳輸范圍，目前的技術(shù)中光束還必須與移動水域中的接收器完全對齊，因此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。

“我們已經(jīng)創(chuàng)造了一種相對便宜和靈活的方式來將水下環(huán)境跟全球互聯(lián)網(wǎng)連接起來，”這項研究的首席科學(xué)家Basem Shihada副教授說道，“我們希望有一天，Aqua-Fi能像水面上的Wi-Fi一樣在水下得到廣泛應(yīng)用。”