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(shí)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(jìn)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(jī)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(jī)，該計算機(jī)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(xì)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(jìn)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(yuǎn)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(yuǎn)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(jī)發(fā)送到另一臺計算機(jī)的光探測器。第一臺計算機(jī)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(jī)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(jī)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(tuán)隊(duì)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(xiàng)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。”