Das weltweit erste Unterwasser-WLAN
Dies ist das erste Mal, dass jemand das Internet unter Wasser dank LEDs und Lasern völlig drahtlos nutzt.
Man könnte meinen, man hätte schon alles schon per Live-Stream gesehen. Ob es sich um historische Raketenstarts, den Mond oder die Enthüllungen einer neuen Videospielkonsole handelt. Wir neigen dazu es als selbstverständlich hinzunehmen, die Dinge in Echtzeit über das Internet zu sehen.
Eine letzte Grenze: Die Tiefsee
Und doch gibt es eine Grenze, die wir noch nicht vollständig durchbrochen haben – die Tiefsee. Die Kommunikation unter Wasser ist nicht ganz so einfach wie über Luft und Raum.
Eine neue Studie zeigt nun, dass eine Art aquatisches Internet Daten durch Lichtstrahlen senden kann, so dass Taucher das Filmmaterial sofort vom Meeresgrund an die Oberfläche übertragen können.
Das Problem der Unterwasserkommunikation
Mit unserer heutigen Technologie benutzen Taucher Handsignale, Funk oder akustische und digitale Lichtsignale zur Kommunikation. Diese ermöglichen zwar eine recht effektive Kommunikation, haben aber ihre Grenzen.
Akustische Signale unterstützen große Entfernungen, aber mit einer sehr begrenzten Datenrate. Licht kann weite Strecken zurücklegen und viele Daten übertragen. Das Problem ist, dass die schmalen Lichtstrahlen eine klare Sichtverbindung zwischen Sender und Empfänger erfordern.
Funk hingegen kann Daten nur über kurze Entfernungen unter Wasser übertragen. Im Moment ist das Streaming von Videos unter Wasser also einfach nicht möglich.
Eine Chance für die Wissenschaft
Das ist schade, denn Videostreaming bietet eine riesige Chance für wissenschaftliche Beobachtungen. "Menschen aus Wissenschaft und Industrie wollen die Unterwasserwelt im Detail beobachten und erforschen", erklärte Hauptautor Basem Shihada in einer Pressemitteilung.
Um zu einer Lösung beizutragen, baute Shihadas Team von der King Abdullah University of Science and Technology in Saudi-Arabien ein drahtloses Unterwassersystem, das sie Aqua-Fi nannten.
Das "Aqua-Fi"
Aqua-Fi unterstützt Internet-Dienste, wie z.B. das Senden von Multimedia-Nachrichten entweder über LEDs oder Laser. Die LEDs bieten eine energiesparende Kommunikationsmöglichkeit über kurze Entfernungen, während Laser mehr Leistung benötigen, aber Daten weiter übertragen können.
Die Forscher bauten einen Aqua-Fi-Prototypen mit grünen LEDs und einem 520-Nanometer-Laser. Beide wurden verwendet, um Daten von einem kleinen, einfachen Computer zu einem Lichtdetektor zu senden, der an einen anderen Computer angeschlossen war.
Wie es funktioniert
Der erste Computer wandelte Fotos und Videos in eine Reihe von 1s und 0s um, die dann über einen Lichtstrahl übertragen wurden, der sich mit sehr hoher Geschwindigkeit ein- und ausschaltete, um das Signal zu übertragen.
Der Lichtdetektor erfasst die Variation der Lichtgeschwindigkeit und übersetzt sie zurück in die Computersprache von 1s und 0s. Diese wiederum wird vom empfangenden Computer in das gestreamte Filmmaterial oder andere Multimediainhalte umgewandelt.
Zu überwindende Hindernisse
Während ihrer Tests war das Team in der Lage, eine maximale Datenübertragungsgeschwindigkeit von 2,11 Megabyte pro Sekunde und eine durchschnittliche Verzögerung von 1,00 Millisekunden für einen "Hin- und Rückflug" aufzuzeichnen. "Dies ist das erste Mal, dass jemand das Internet unter Wasser vollständig drahtlos nutzt", sagt Shihada.
Das ist zwar beeindruckend, aber es gibt einige Hindernisse, die die Forscher noch überwinden müssen. "Wir hoffen, die Verbindungsqualität und die Übertragungsreichweite mit schnelleren elektronischen Komponenten zu verbessern", erklärt Shihada.
Darüber hinaus muss der Lichtstrahl in bewegten Gewässern perfekt auf den Empfänger ausgerichtet bleiben, weshalb das Team über einen kugelförmigen Empfänger nachdenkt, der Licht aus allen Winkeln einfangen kann.
"Wir haben eine relativ kostengünstige und flexible Möglichkeit geschaffen, Unterwasserumgebungen mit dem globalen Internet zu verbinden", sagt Shihada. "Wir hoffen, dass Aqua-Fi eines Tages unter Wasser genauso weit verbreitet sein wird wie WLAN über Wasser".
Wenn man bedenkt, dass WLAN unter Wasser 5G aufholen muss, wäre das eine ziemliche Leistung.
( Quelle: interestingengineering.com )
