Az Aqua-Fi fejlesztői olyan hardveres és szoftveres összetevőkből álló megoldás kifejlesztésén dolgoznak, ami lehetővé teszi a hatékony víz alatti kommunikációt, méghozzá a levegőn keresztüli vezeték nélküli kommunikációs technológiákét megközelítő sebességgel.

Az internet napjaink nélkülözhetetlen kommunikációs eszköze, amely világszerte több tízmilliárd eszközt összeköt, ugyanakkor előrehaladás ide vagy oda, a víz alatti gördülékeny kapcsolattartást napjainkig sem sikerült megvalósítani. Persze ez nem jelenti azt, hogy ez a jövőben sem lesz másként. "A tudomány és az ipari ágazatok képviselői egyaránt szeretnék részletesen feltérképezni a víz alatti környezetet."-magyarázza Basem Shihada, egy új nemzetközi tanulmány szerzője. Hozzátette: a tenger alatti vezeték nélküli internet megkönnyítené más búvárok, illetve felszíni kollégáik közötti beszélgetést.

Okosfal erősítheti fel a wifi jelet

Az MIT olyan felülettel kísérletezik, amely akár ezer százalékkal is felerősítheti a jelerősséget.
"A víz alatti kommunikáció eddigi ismereteink szerint rádióval, akusztikus hang- és látható fényjelzésekkel ugyan lehetséges, de csupán korlátozottan, mivel a rádió az adatokat csak kis távolságokon közvetíti, míg az akusztikus jelek csak minimális adatsebességet tesznek lehetővé"-magyarázza Shihada. A látható fény bár messzire juthat, ezáltal több adatot hordozhat, de zavaros vízben már ez a megoldás sem működik. Shihada csapata ezért felépített egy tengerfenéki vezeték nélküli rendszert, az Aqua-Fit, amely támogatja az alap internetes szolgáltatásokat, például multimédia üzenetek küldését LED-es vagy lézeres úton.

A LED-ek alacsony energiájú lehetőséget biztosítanak a rövid távú kommunikációhoz, míg a lézerek a LED-hez képest nagyobb energiafelhasználással nagyobb távolságra továbbítják az adatokat.

Az Aqua-Fi prototípus zöld LED-eket vagy ötszázhúsz nanométeres lézert használ az adatátvitelhez egy kicsi, egyszerű számítógépről egy másik számítógéphez csatlakoztatott fénydetektorra. Az első számítógép egyes és nullás sorozatokká konvertálja a fényképeket és videókat, amelyeket nagyon nagy sebességgel be- és kikapcsoló fénynyalábokká alakítanak át. A fénydetektor érzékeli ezt a variációt, szintén egyre és nullára változtatja, amelyet végül a jelvevő számítógép visszavált az eredeti felvételre. A tesztek során a kutatók egyidejűleg töltöttek le és fel multimédiás fájlokat két számítógép között, egymástól néhány méteres távolságra statikus vízben. A rögzített maximális adatátviteli sebesség 2,11 MB lett másodpercenként, valamint átlagosan 1,00 milliszekundumos késést mértek egy oda-vissza küldésnél. Az alábbi ábra részletesen szemlélteti a kutatók elképzelését:

"Ez az első alkalom, hogy valaki ilyen formában vezeték nélküli internetet használt a víz alatt." - mondja Shihada.

Elképzelésük szerint az Aqua-Fi rádióhullámokkal továbbítaná az adatokat a búvárok telefonjáról egy úgynevezett "átjáró" eszközre, amely fénycsóvák segítségével továbbküldi azokat egy számítógépre azon a felületen, amely műholdas csatornán keresztül kapcsolódik az internethez. A kutatóknak természetesen még jó pár akadályt le kell győzniük a rendszer élesítése előtt: "Reméljük, hogy gyorsabb elektronikus alkatrészekkel javíthatjuk a kapcsolat minőségét és az átviteli tartományt"-teszi hozzá Shihada. Az egyik nagy kihívás, hogy a fénysugárnak hullámzó vizekben is tökéletes összhangban kell működnie a vevőkészülékkel, a csapat ezen kívül pedig egy gömb alakú vevőkészülék kivitelezését fontolgatja, amely minden szögből elnyelné a fényt a még hatékonyabb kapcsolattartás érdekében.

"Összeállítottunk egy viszonylag olcsó és rugalmas módszert a tengeri környezetnek a globális internethez történő csatlakoztatására"-mondja Shihada. "Reméljük, hogy egy nap az Aqua-Fit pont annyian használják majd a vízben, mint a Wifit a földön.

Már az amerikaiak is dolgoznak a víz alatti interneten

Méghozzá a Buffaloi és a Northeastern Egyetem kutatói, akik szintén olyan hardveres és szoftveres összetevőkből álló megoldás kifejlesztésébe kezdtek, amely lehetővé teszi a hatékony víz alatti kommunikációt, mégpedig a levegőn keresztüli vezeték nélküli kommunikációs technológiákét megközelítő sebességgel. A fejlesztés célja többek között a kutatási és mentési műveletek megkönnyítése, a kábítószercsempészek által használt eszközök felderítése, az olaj- és földgáz-lelőhelyek felkutatása, a búvárok egymás közötti kommunikációjának elősegítése a szökőárak előrejelzésénél, valamint a környezeti jellemzők, szennyezések monitorozásánál.

A projektet a National Science Foundation támogatja, a kezdeti kísérletekről pedig az IEEE Communications szaklap számolt be elsőként. A tanulmány szerint a földfelszíni vezeték nélküli kommunikáció területén tapasztalható hatalmas fejlődés és figyelemreméltó innováció a víz alatti hálózatok esetében még nem valósult meg, a helyzet azonban hamarosan megváltozhat. Annál is inkább, mivel ahogy fentebb említettük, a víz alatti kommunikációhoz használt hanghullámok adatátviteli sebessége nyomába sem ér a földfelszíni kommunikációnál alkalmazott rádióhullámok sebességének. A hanghullámok azért kellenek, mert víz alatt a rádióhullámok igen rosszul terjednek. Azonban a hanghullámok esetében olyan problémák lépnek fel, mint az intenzitás csökkenése a távolság függvényében, a késleltetés, valamint a Doppler-effektus által okozott torzulás, amelyek mind rontják az átvitel hatékonyságát. Illetve az is problémát jelent, hogy a víz alatti kommunikációhoz használt eszközöknek még nincsenek konkrét szabványai, így azok egyedi fejlesztésűek és nem kifejezetten energiahatékonyak. Az amerikai fejlesztés kiterjed a kommunikációs rendszer minden elemét magába foglalja a víz alatti modemektől kezdve az adatátviteli protokollokig azért, hogy kiküszöböljék a hatékony adatátvitelt akadályozó problémákat. A kutatók a víz alatti akusztikus modemeket intelligens, szoftver által definiált rádiótechnológiával kombinálják, melynek eredményeképpen tízszerest javulást értek el az Erie-tóban elvégzett első tesztekben a jelenleg a kereskedelemben elérhető víz alatti akusztikus modemekhez képest.

Forrás: raketa.hu