Aqua-Fi: Forscher tüfteln an Laser-Unterwasser-WLAN
Unterwasseraufnahmen lassen sich bislang nicht zufriedenstellend von Tauchern in Echtzeit übertragen, Abhilfe soll ein neues Verfahren namens Aqua-Fi schaffen. Das Forscherteam schildert die Prozedur als ein Unterwasser-WLAN. Zur Übertragung werden blaue und grüne Laserstrahlen verwendet. Diese werden von einem Raspberry Pi an einen auf einer Boje platziertem Empfänger geschickt.
Der Einplatinencomputer fungiert auch als WLAN-Modem für ein Smartphone. Ein Unterwasser-Videochat via Skype und Datenübertragungen konnten bereits mit Aqua-Fi durchgeführt werden. Allerdings stellt die Technologie die Wissenschaftler vor Herausforderungen.
Unterwaser-Kommunikation per Laserstrahlen
Die Funktionsweise von Aqua-Fi erklärt
Bild: KAUST
Die Meereswelt bietet eine faszinierende Flora und Fauna, allerdings erschweren die Bedingungen eine zuverlässige Datenübertragung. In Saudi-Arabien arbeitet ein Forscherteam des KAUST (King Abdullah University of Science and Technologie) momentan an einer Lösung. Zunächst nutzten die Wissenschaftler für ihr Aqua-Fi-Projekt optische Signale mit LEDs, wodurch aber nur 100 kBit/s auf sieben Meter erreicht wurden. Durch ein Upgrade auf grüne und blaue Laser steigerten sich der Datendurchsatz auf 2,11 MBit/s und die Distanz auf 20 Meter.
Bei diesem Versuchsaufbau kommt ein wasserdichtes Smartphone in einer Hülle zum Einsatz, welches über WLAN mit einem Raspberry Pi verbunden ist, der wiederum via Laserstrahlen mit einem Empfänger auf einer Boje kommuniziert. Die Boje an sich nutzt schließlich eine traditionelle Satellitenübertragung. Um Daten auf dem Mobilgerät zu empfangen, wird der Prozess simpel umgekehrt. Bislang favorisierte akustische Methoden wie Sonar leiden an einer sehr niedrigen Bandbreite.
Ein paar Hürden sind noch zu meistern
Basem Shihada, Professor an der KAUST und ein Mitglied es Projekts, beschreibt zwei große Probleme von Aqua-Fi. Zum einen sei das System durch die Möglichkeiten des Raspberry Pi beschränkt. Als das Team einen stärkeren Laser verwendete, verbrannte die Hauptplatine des Einplatinencomputers. Um stärkere Laser benutzen zu können, muss der Raspberry Pi durch ein dediziertes optisches Modem ersetzt werden. Die größten Schwierigkeiten würden jedoch die Turbulenzen unter Wasser bereiten. Schon kleine Wirbel bringen den Laser von seinem Kurs ab und unterbrechen die Verbindung zum Empfänger.
Zwei Lösungsansätze wurden bislang ausgeklügelt. So könnte entweder ein spezieller Laser mit schwächerer Leistung den stärkeren Laser unterstützen und bei Aussetzern einspringen oder mehrere Empfänger (MIMO) eine Schwankung des Strahls ausgleichen. (via IEEE Spectrum)