Aqua-Fi､光ビームでデータを水中送信

June, 18, 2020, Thuwai--KAUSTの研究者によると､光ビームでデータを送る水中インターネットによりダイバーは､水中から直ちに表面にビデオを伝送できる｡

インターネットは､不可欠な通信ツールであり、世界中の数百億のデバイスを接続しているが､水中からのウエブ接続は､まだ苦労が多い｡｢学界と産業界の両方の人々が､水中環境を詳細にモニタし､研究したいと考えている｣と論文の筆頭著者､KAUSTのBasem Shihadaは説明している｡海中のワイヤレスインターネットによりダイバーは､手信号なしで話すことができ､表面へライブデータを送ることができる｡

水中通信は､無線､音響波､可視光信号で可能になっている｡しかし､無線は短距離でデータを送ることができ､一方音響信号は長距離伝送をサポートするものの､データレートは限られている｡可視光は､遙かに遠くに飛び､データ量も多いが､狭い光ビームは､送信器と受信器との間に明確な見通し線を必要とする｡

今回､Shihadaのチームは､水中ワイヤレスシステム､Aqua-Fiを作製した｡これは､LEDsまたはレーザのいずれかを使ってマルチメディアメッセージ伝送など､インターネットサービスをサポートしている｡LEDsは､短距離通信の低エネルギーオプション､一方レーザは､データ伝送距離は延びるものの､より多くのパワーを必要とする｡

Aqua-Fiプロトタイプは､グリーンLEDsまたは520-nmレーザを使って､小型簡素なコンピュータから､別のコンピュータに接続された光ディテクタにデータを送信した｡最初のコンピュータが写真やビデオを一連の1sと0sに変換し､これらを光ビームの高速ON/OFFに変換する｡光ディテクタがこの変化を検知し､それを1sと0sに変換し､これらを受信側のコンピュータが元のビデオに変換する｡

研究チームは､静水に数メートル離して設置した2台のコンピュータ間でマルチメディアを同時にアップロード､ダウンロードすることでそのシステムをテストした｡記録された最大データ転送レートは､2.11MB/sec､平均遅延は往復で1.00 ms｡｢これは､水中で完全ワイヤレスインターネットを利用した初めてのケースである｣とShihadaはコメントしている｡

Aqua-Fiは､無線通信を使ってダイバーのスマートフォンからのデータを､装備に取り付けた｢ゲートウエイ｣デバイスに送る｡そこから光ビームで表面のコンピュータにデータを送る｡コンピュータは衛星を介してインターネットに接続されている｡

実世界では､Aqua-Fiは､ダイバーのスマートフォンからのデータを｢ゲートウエイ｣に無線送信｡次に､このゲートウエイはブースターのように光ビームでデータをサテライトを介してインターネットに接続された表面のコンピュータに送る｡