Unterwasser-WLAN

Aqua-Fi: Forscher tüfteln an Laser-Unterwasser-WLAN

Das Meer macht es mit seinen Wellen und Strö­mungen Tauchern nicht einfach, Daten via Smart­phone zu über­mit­teln. Mit Aqua-Fi könnte es in Zukunft ein Verfahren geben, welches Video­chats, den Versand von Bildern und mehr unter Wasser erlaubt.

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 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)

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