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(duì)于人類來(lái)說(shuō)都是神秘之地。
目前,沙特阿拉伯阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)的研究人員開發(fā)了 Aqua-Fi,這是一種通過(guò)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(shí)將鏡頭從海底傳輸?shù)剿?。它還使?jié)撍畣T在沒(méi)有手勢(shì)的情況下進(jìn)行交流。
Aqua-Fi 將使用無(wú)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(guò)光束將數(shù)據(jù)發(fā)送到地面上的計(jì)算機(jī),該計(jì)算機(jī)通過(guò)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(cè)和探索水下環(huán)境,使用無(wú)線電、聲學(xué)和可見光信號(hào)進(jìn)行水下通信。而無(wú)線電只能在短距離內(nèi)傳輸數(shù)據(jù),聲學(xué)信號(hào)支持長(zhǎng)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(wú)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(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)發(fā)送到另一臺(tái)計(jì)算機(jī)的光探測(cè)器。第一臺(tái)計(jì)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(cè)器感應(yīng)到這種變化并將其轉(zhuǎn)換回 1 和 0,接收計(jì)算機(jī)將其轉(zhuǎn)換回原始素材。
研究人員通過(guò)在靜止水中相距幾米的兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間同時(shí)上傳和下載多媒體來(lái)測(cè)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(gè)問(wèn)題要解決。比如需要通過(guò)更快的電子元件來(lái)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(dòng)水域中的接收器完全對(duì)齊,因此該團(tuán)隊(duì)正在考慮一種可以從各個(gè)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(duì)便宜和靈活的方式來(lái)將水下環(huán)境跟全球互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái),”這項(xiàng)研究的首席科學(xué)家Basem Shihada副教授說(shuō)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?!?/span>
華創(chuàng)芯光相信水下光通信的不斷發(fā)展,肯定能實(shí)現(xiàn)水下直播和各種水下實(shí)時(shí)通信,挖掘深海更多的未解之謎!
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