Onderzoekers gebruiken lasers voor draadloos internet onder water

Abonneer je gratis op Techzine!

Oderzoekers van de King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) hebben een draadloze dataverbinding ontwikkeld voor gebruik onder water. Het systeem gebruikt een combinatie van lasers en andere componenten om de verbinding tot stand te brengen.

Sterke draadloze dataverbindingen zijn vanzelfsprekend in ons dagelijks leven, maar het is een uitdaging om snelle verbindingen onder water op te zetten. Radiogolven komen niet ver omdat deze volledig worden opgenomen door het water. Akoestische transmissies zijn daarom de keuze voor onderwatercommunicatie, maar hebben een zeer lage datasnelheid.

De onderzoekers hebben dit probleem opgelost met een systeem, genaamd Aqua-Fi, dat een combinatie van lasers en kant-en-klare componenten gebruikt om een bidirectionele draadloze verbinding op te zetten voor onderwaterapparatuur. Het systeem voldoet volledig aan de IEEE 802.11 draadloze standaarden, wat betekent dat het gemakkelijk verbinding kan maken met internet. De onderzoekers kunnen onder water bellen met Skype en grote bestanden verzenden. Internet onder water kan nuttig zijn voor het monitoren van zeeleven en koraalriffen, maar Microsoft onderzoekt momenteel ook de mogelijkheid van onderzeese datacenters.

Hoe werkt het?

Stel, je hebt een apparaat dat onder water data moet verzenden, zoals een waterdichte smartphone. De onderzoekers sluiten het apparaat aan op een soort onderwatermodem met een normaal wifi-signaal. De onderwatermodem is in dit geval een Raspberry Pi en zet het draadloze signaal om in een optisch signaal (in dit geval een laser) dat wordt verzonden naar een ontvanger die aan een boei is bevestigd. De ontvanger verstuurt vervolgens het signaal naar een satelliet en het proces wordt simpelweg omgekeerd om data te ontvangen onder water.

Twee studenten van KAUST praten over Skype met behulp van Aqua-Fi.

Volgens hoofdonderzoeker Basem Shihada was het belangrijk deze technologie te maken met kant-en-klare componenten met als enige uitzondering het aangepaste circuit om signalen om te zetten in de Raspberry Pi. Het team gebruikte oorspronkelijk led’s in plaats van lasers, maar de led’s waren beperkt tot een afstand van ongeveer 7 meter en datasnelheden van ongeveer 100 kilobits per seconde. De lasers behaalde 2,11 megabits per seconde over een afstand van 20 meter.

Problemen

Hoewel de onderzoekers een onderzeese dataverbinding in stand hebben gebracht, moet het team nog steeds enkele grote problemen oplossen. Doordat lasers zo nauwkeurig zijn, kunnen licht turbulente wateren er al voor zorgen dat de laser de ontvanger mist. Het team onderzoekt momenteel twee mogelijke oplossingen. De eerste oplossing is het introduceren van een extra laser met een laag vermogen die zoekt naar de ontvanger. Zodra de ontvanger gevonden is, maakt de krachtige laser ermee contact. De tweede oplossing is het uitbreiden van de ontvanger met meerdere kleine ontvangers.