Radijo bangos po vandeniu juda labai prastai, tad čia dirbantiems narams ir mokslininkams informaciją perduoti belaidžiu būdu yra itin sudėtinga, tačiau mokslininkai bando spręsti šią problemą ir pristato povandeninę WiFi versiją.
Radijo bangos po vandeniu juda labai prastai, tad čia dirbantiems narams ir mokslininkams informaciją perduoti belaidžiu būdu yra itin sudėtinga, tačiau mokslininkai bando spręsti šią problemą ir pristato povandeninę WiFi versiją.
Štai kaip turėtų veikti „Aqua-Fi“ sistema © Xavier Pita, KAUST
Saudo Arabijos (KAUST) mokslininkai tokią idėją iškėlė dar 2018-aisiais metais ir pasitelkus lazerius jiems pavyko po vandeniu belaidžiu būdu perduoti HD kokybės vaizdo medžiagą.
Taip prasidėjo intensyvesni tyrimai ir dabar KAUST inžinieriai sukūrė ankstesnių tyrimų rezultatais grįstą eksperimentinę sistemą, pavadintą „Aqua-Fi“.
Kaip veikia „Aqua-Fi“?
Vartotojas, kad ir tas pats į vandenį paniręs nardytojas, nori išsiųsti duomenis – vaizdo įrašus ar nuotraukas. Jis tą daro iš savo išmaniojo telefono, kuris yra vandeniui nelaidžiame korpuse.
Tie duomenys pirmiausiai keliauja radijo bangomis iki ant nardytojo nugaros esančio nedidelio prietaiso.
Jame esantis mikrokompiuteris konvertuoja duomenis į ypač greitų šviesos impulsų seriją, kurių kiekvienas impulsas užkoduojamas dvejetainiu kodu: 0 ir 1.
Šie šviesos impulsai į vandens paviršių keliauja dviem būdais: jei esama arčiau vandens paviršiaus (iki 10 metrų gylyje) – pasitelkiami žalios spalvos LED šviestukai; o jei esama giliau (20 ir daugiau metrų gylyje) – darbuojasi integruotas lazeris (520 nanometrų).
Jei LED dirba esant trumpesniems atstumams ir naudoja mažiau energijos, tai lazeris gali įveikti kur kas ilgesnius atstumus, bet reikalauja daugiau energijos.
Iš telefono informacija pasiekė mikrokompiuterį, jis užkodavo informaciją ir pasiuntė link ją turinčio priimti imtuvo. Kas toliau?
Šiuos šviesos impulsus reikia „pagauti“ ir tą darytų laivo apačioje esantys fotodetektoriai. Jie pagautų tuos signalus, o prijungti kompiuteriai juos vėl paverstų į nuotraukas ir vaizdo įrašus. Pasinaudojant palydovais, tie duomenys iškart gali būti perkelti į internetą.
Mokslininkai tvirtina, kad jų „Aqua-Fi“ sistema veikia. Ji kol kas yra išbandyta laboratorinėmis sąlygomis. Jiems pavyko multimedijos failus persiųsti iš vieno įrenginio į kitą ir tas signalas turėjo keliauti per vandenį.
Tiesa, įrenginiai vienas nuo kito buvo nutolę per keletą metrų ir pats vanduo visiškai nejudėjo. O čia ir yra pirmoji kliūtis su kuria realybėje susidursime.
Kad ir koks ramus būtų vandens telkinys, jame vanduo vis vien juda ir dėl to šviesa yra išsklaidoma. Tad mokslininkai puikiai suvokia, jog tas šviesos impulsai nejudės tokia tiesia linija, kaip kad matome pavaizduotoje veikimo schemoje (titulinė nuotrauka – aut. past.).
Norint sugaudyti tuos šviesos impulsus, gali tekti galvoti apie tam tikrus imtuvų pokyčius ir, galbūt, padėtų sferinis imtuvas.
Akivaizdu, jog dar laukia daug darbo ir reikės įveikti ne vieną iššūkį, bet tokia povandeninio WiFi ryšio idėja labai įdomi ir bandymai parodė, kad pati koncepcija veikia.
„Mes sukūrėme palyginti pigų ir lankstų būdą, leidžianti povandeninę aplinką prijungti prie globalaus interneto“, – teikia tyrimų vadovas Prof. Basem’as Shihada’s. „Tikimės, kad vieną dieną po vandeniu Aqua-Fi bus toks pats įprastas ir plačiai naudojamas, kaip ir virš vandens esantis WiFi.“
Plačiau su tyrimo rezultatais galite susipažinti moksliniame žurnale „IEEE Communications Magazine“.
