Aqua-Fi：使用LED和激光通讯的水下WiFi

Aqua-Fi：使用LED和激光通讯的水下WiFi

无线电波在水中的传播能力很差，这使潜水员或潜水员难以将信息无线传输到水面。不过，科学家们正在尝试通过开发水下版本的Wi-Fi来改变这种状况。

Aqua-Fi将使用无线电波将潜水员的智能手机中的数据发送到与他们的装备相连的"网关"设备，该设备将通过光束将数据发送到地面的计算机，该计算机通过卫星连接到互联网。

通过光束发送数据的水生互联网可以使潜水员立即将镜头从海底传输到水面。

该网络是一个不可缺少的通讯工具，连接数百亿的设备的全球，但我们很难从水下连接到网络。"第一作者，Basem Shihada解释说："学术界和工业界的人们都希望详细监视和探索水下环境。海底的无线互联网将使潜水员无需手语就能交谈，并将实时数据发送到水面。

使用无线电，声波和可见光信号可以进行水下通信。但是，无线电只能在短距离上传输数据，而声音信号可以支持长距离传输，但数据速率非常有限。可见光可以传播很远，并携带大量数据，但是窄光束需要在发射器和接收器之间形成清晰的视线。

现在，Shihada的团队已经构建了水下无线系统Aqua-Fi，该系统支持Internet服务，例如使用LED或激光发送多媒体消息。LED为近距离通信提供了一种低能耗的选择，而激光可以进一步传输数据，但需要更多的功率。

潜水员可以使用水上互联网服务实时发送海洋生物照片。

Aqua-Fi原型使用绿色LED或520纳米激光将数据从一台简单的小型计算机发送到与另一台计算机相连的光探测器。第一台计算机将照片和视频转换为一系列的1和0，然后将它们转换成以非常高的速度打开和关闭的光束。光检测器检测到这种变化并将其变回1s和0s，接收计算机将其转换回原始镜头。

研究人员通过在两台相距几米的静态水中的计算机之间同时上载和下载多媒体，对系统进行了测试。他们记录的最大数据传输速度为每秒2.11兆字节，往返的平均延迟为1.00毫秒。Shihada说："这是第一次有人完全无线地在水下使用互联网。"

在现实世界中，Aqua-Fi会使用无线电波将潜水员的智能手机中的数据发送到装备在其装备上的"网关"设备。然后，就像扩展家用互联网路由器的WiFi范围的增强器一样，此网关通过光束将数据发送到地面上的计算机，该计算机通过卫星连接到互联网。

在研究人员克服几个障碍之前，将无法使用Aqua-Fi。Shihada解释说："我们希望通过更快的电子组件来改善链路质量和传输范围。" 光束还必须在移动的水中与接收器保持完美对准，并且研究小组正在考虑一种可以捕获所有角度的光的球形接收器。

Shihada说："我们已经创建了一种相对便宜和灵活的方式来将水下环境连接到全球互联网。""我们希望有一天，Aqua-Fi将在水下被广泛使用，就像WiFi在水上一样。"

到目前为止，Aqua-Fi系统已被用于在相距几米的静止水中的两台计算机之间上载和下载多媒体。但是，在将其投入实际使用之前，必须适应各种挑战，例如快速移动的水的光散射效应–这样做可能涉及利用球形接收器，该接收器可以检测来自所有物体的光脉冲。

Aqua-Fi发明水下WiFi，从此星辰大海

地球的表面存在着海洋和陆地，其总面积约为3.6亿平方公里，地球表面约百分之七十一的面积被海洋所覆盖，海洋从古至今对于人类来说都是神秘之地。

目前，沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学的研究人员开发了 Aqua-Fi，这是一种通过光束传输数据的水下互联网形式。该研究成果发表于IEEE 通讯杂志，它可以使潜水员实时将镜头从海底传输到水面。它还使潜水员在没有手势的情况下进行交流。

Aqua-Fi 将使用无线电波将数据从潜水员的智能手机发送到连接他们装备的“网关”设备，该设备将通过光束将数据发送到地面上的计算机，该计算机通过卫星连接到互联网。

学术界和工业界都希望详细监测和探索水下环境，使用无线电、声学和可见光信号进行水下通信。而无线电只能在短距离内传输数据，声学信号支持长距离传输，但数据速率有限。可见光传播很远并能携带大量数据，但窄光束需要发射器和接收器之间有清晰的视线。

Aqua-Fi 是一种水下无线系统，支持互联网服务，例如使用 LED 或激光发送彩信。LED 为短距离通信提供了一种低能量选择，而激光可以更远地传输数据，但需要更多功率。

Aqua-Fi 原型使用绿色 LED 或 520nm 激光将数据从简单的计算机发送到另一台计算机的光探测器。第一台计算机将照片和视频转换成一系列 1 和 0，这些 1 和 0 被转换为高速打开和关闭的光束。光探测器感应到这种变化并将其转换回 1 和 0，接收计算机将其转换回原始素材。

研究人员通过在静止水中相距几米的两台计算机之间同时上传和下载多媒体来测试该系统。他们记录的最大数据传输速度为每秒 2.11MB，往返的平均延迟为 1.00 毫秒。

在 Aqua-Fi 真正投入应用之前，研究人员还有几个问题要解决。比如需要通过更快的电子元件来提高链路质量和传输范围，目前的技术中光束还必须与移动水域中的接收器完全对齐，因此该团队正在考虑一种可以从各个角度捕捉光线的球形接收器。

“我们已经创造了一种相对便宜和灵活的方式来将水下环境跟全球互联网连接起来，”这项研究的首席科学家Basem Shihada副教授说道，“我们希望有一天，Aqua-Fi能像水面上的Wi-Fi一样在水下得到广泛应用。”

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