激光器在水下無線傳輸超高清視頻

遙控?zé)o人潛水器的一個(gè)限制因素是，為了讓他們的操作員看到其攝像頭拍攝到的內(nèi)容，該船只必須通過長系繩連接到水面支援船。科學(xué)家正在努力通過雙向系統(tǒng)來改變這種情況，該系統(tǒng)使用激光器在水下無線傳輸超高清視頻。

水下無線光通信(UWOC)系統(tǒng)由阿卜杜拉國王科技大學(xué)的博士生Abdullah Al-Halafi和他的導(dǎo)師Basem Shihada共同創(chuàng)建。到目前為止，該系統(tǒng)已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中進(jìn)行了測(cè)試，成功地在4.5米(14.7英尺)的清澈海洋水和渾濁的海港水下發(fā)送和接收信號(hào)。它集成了一個(gè)水下平臺(tái)，可將超高清數(shù)字視頻轉(zhuǎn)換為由520納米綠色激光二極管發(fā)射的一系列極其迅速的脈沖。這些通道形成一個(gè)下行通道，在水中通過，并由配備光電二極管的接收器接收，并將其轉(zhuǎn)換回實(shí)時(shí)視頻。

該接收器反過來使用450nm藍(lán)色激光器形成上行鏈路通道，該通道將數(shù)據(jù)傳回水下平臺(tái)。包含在該數(shù)據(jù)中的是對(duì)所接收視頻的信號(hào)質(zhì)量的反饋。基于這種反饋，水下平臺(tái)將調(diào)整其視頻信號(hào)的功率和調(diào)制，以補(bǔ)償水的清澈程度造成的不足。這意味著如果水相當(dāng)清澈，更多的視頻數(shù)據(jù)包可以以更快的速率傳輸，但是如果它是渾濁的，通過減慢視頻傳輸速率來維持視頻質(zhì)量。Al-Halafi表示：“最終用戶在視頻質(zhì)量方面不會(huì)有任何差異，因?yàn)橄到y(tǒng)可以提供具有相同定義的視頻數(shù)據(jù)包，但具有優(yōu)化的功率和傳輸速率?！痹谏闲墟溌沸诺郎蟼鬏?shù)臄?shù)據(jù)還可能包含命令，操作員可用這些命令遠(yuǎn)程控制遙控?zé)o人潛水器。雖然這不是我們見過的第一個(gè)UWOC系統(tǒng)，但據(jù)報(bào)道，它已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了水下視頻的最高分辨率和最快的傳輸速率。關(guān)于這項(xiàng)研究的論文最近在《IEEE Photonics Journal》期刊上發(fā)表。