Radiowellen bewegen sich schlecht durch Wasser, was es für Taucher oder U-Boote sehr schwierig macht, Informationen drahtlos an die Oberfläche zu übertragen.
Wissenschaftler versuchen dies zu ändern, indem sie Aqua-Fi entwickeln, eine Unterwasserversion von Wi-Fi.
Vor zwei Jahren, im Jahr 2018, verwendeten Forscher der King Abdullah Universität für Wissenschaft und Technologie (KAUST) in Saudi-Arabien Laser zur Übertragung von HD-Videos durch Wasser. Ihr neues experimentelles System, bekannt als Aqua-Fi, basiert auf dieser Technologie.
Drahtlos und unter Wasser
Stellen wir uns ein Nutzungsszenario von Aqua-Fi vor. Ein Benutzer (zum Beispiel ein Taucher) sendet Daten (Messungen, Fotos oder Videos) mit einem Smartphone in einen wasserdichten Behälter geben.
Diese Daten werden zunächst in Form von Funkwellen übertragen, die sich nur wenige Meter von einem kleinen Gerät entfernt befinden, das an den Lufttanks des Tauchers angebracht ist.
Ein Mikrocomputer in diesem Gerät wandelt die Daten dann in eine Reihe ultraschneller Lichtimpulse um. Jeder Impuls repräsentiert eine 1 oder eine 0 im Binärcode.
Laser oder LED?
Diese Impulse werden dann mit einem integrierten 520-Nanometer-Laser oder einer Reihe grüner LEDs an die Oberfläche gesendet. LEDs können Daten mit relativ wenig Energie über relativ kurze Entfernungen senden, während der Laser sie weiter senden kann, aber mehr Energie verbraucht.
Bei Erreichen der Oberfläche werden die Lichtimpulse von einem Fotodetektor unter dem Kiel eines Schiffes empfangen und schließlich von einem angeschlossenen Computer wieder in Originalfotos oder -videos umgewandelt. Von dort können die Dateien per Satellit ins Internet hochgeladen werden.
Klingt sehr kompliziert, oder? In der Realität erfolgt die Operation sehr schnell.
Bisher wurden mit dem Aqua-Fi-System Multimediadateien zwischen zwei Computern hochgeladen und heruntergeladen, die sich wenige Meter voneinander entfernt in stillem Wasser befinden. Bevor es in die reale Welt gelangen kann, muss es angepasst werden, um Herausforderungen wie dem Lichtstreueffekt von sich schnell bewegendem Wasser zu begegnen. Zu diesem Zweck kann ein sphärischer Empfänger nützlich sein, der Lichtimpulse aus allen Richtungen erfassen kann.
„Wir haben eine relativ kostengünstige und flexible Möglichkeit geschaffen, Unterwasserumgebungen mit dem Internet zu verbinden“, sagt er Basem Shihada, Forscher an der Spitze des Projekts.
"Hoffentlich wird Aqua-Fi eines Tages unter Wasser genauso weit verbreitet sein wie Wi-Fi an der Oberfläche."
Die Forschung wird in einem im IEEE Communications Magazine veröffentlichten Artikel beschrieben und könnte Rettungsaktionen oder ozeanografische Missionen und im Allgemeinen alle Unterwasseraktivitäten erheblich verbessern.
