Кабель для вайфая под водой

Новая технология для беспроводного интернета под водой на базе лазера: как работает и кому нужна

Aqua-Fi — это новая технология для скоростного беспроводного интернета под водой. Обычный Wi-Fi в этих условиях бессилен.

Подводные телекоммуникации всегда были проблемой. Радиосигналы, повсеместно распространенный беспроводной стандарт, в этом случае непригодны для использования, так как их полностью поглощает вода. Акустические передатчики (например, гидролокатор) работают под водой лучше, но они страдают от очень низкой скорости передачи данных. Неплохо было бы использовать Wi-Fi под водой, правда?

Система Aqua-Fi использует Wi-Fi модуль компьютера Raspberry Pi, который преобразует сигнал и передаёт его лазеру. А лазер в свою очередь передаёт сигнал на ретранслятор, который находится на поверхности воды.

Исследователи из Университета науки и технологий имени Короля Абдаллы (KAUST) в Тувале (Саудовская Аравия) разработали подводный Wi-Fi. Система, которую они называют Aqua-Fi, использует комбинацию лазеров и некоторых готовых компонентов для создания двунаправленного беспроводного соединения для подводных устройств. Система полностью соответствует беспроводным стандартам IEEE 802.11, что означает, что она может легко подключаться и функционировать как часть более крупной сети.

Вот как это работает. Допустим, у вас есть подводное устройство, которое должно передавать данные (для исследователей KAUST это были водонепроницаемые смартфоны). Затем они использовали обычный сигнал Wi-Fi, чтобы подключить это устройство к подводному «модему». В качестве модема они использовали Raspberry Pi, который преобразовывал беспроводной сигнал в оптический (в данном случае — в лазерный). Лазер посылал свой сигнал на приёмник (реле), прикреплённый к бую на поверхности воды.

Как всё начиналось?

Aqua-Fi — продолжение работы, которую исследователи KAUST начали в 2017 году, когда использовали синий лазер для передачи 1,2-гигабитного файла под водой. Но Басем Шихада, доцент кафедры информатики в KAUST и один из участников проекта Aqua-Fi, решил, что это не так масштабно, как хотелось бы: «Кому интересно передавать только один файл? Давайте сделаем нечто большее».

И тогда команда начала изучать двунаправленную связь для создания системы, способной передавать видео высокого разрешения.

Шихада говорит, что для него было важно использовать уже готовые компоненты: «Мое первое правило: я не хочу, чтобы что-то было [сделано специально для этого]». Единственным исключением стала схема для Raspberry Pi, которая преобразует беспроводной сигнал в оптический сигнал и наоборот.

Сначала команда использовала светодиоды вместо лазеров, но обнаружила, что светодиоды не были достаточно мощными для высоких скоростей передачи данных. Со светодиодами луч был ограничен расстоянием около 7 метров и скоростью передачи данных около 100 килобит в секунду. Когда они перешли на синий и зелёный лазеры, они достигли 2,11 мегабит в секунду на расстоянии 20 метров.

Два студента в KAUST разговаривают по скайпу, используя Aqua-Fi. Каждый телефон на краю чёрного ящика подключен к подводному Raspberry Pi, и зелёный лазер несколько раз отражается (кратно длине ящика), проходя расстояние в 20 метров.

Даже с учётом ограничений Raspberry Pi, исследователи KAUST смогли использовать Aqua-Fi для звонков по Skype и передачи файлов.

Какие-то проблемы?

Шихада говорит, что в настоящее время система ограничена возможностями Raspberry Pi. Команда дважды сжигала пользовательскую схему, отвечающую за преобразование оптических и беспроводных сигналов, когда пыталась использовать слишком мощный лазер. Для того, чтобы эта установка включала более мощные лазеры, которые могут передавать дальше (в метрах) и больше (в мегабитах), Raspberry Pi необходимо заменить на специальный оптический модем.

Но всё ещё существует большая проблема, которую необходимо решить, чтобы сделать такую ​​систему, как Aqua-Fi, коммерчески жизнеспособной. Нет, это не замена Raspberry Pi. Всё не так просто: настройка лазера остаётся самой сложной задачей. Поскольку лазеры очень точны, даже легкие колебания воды могут сбить луч с курса.

Исследователи KAUST рассматривают два варианта решения этой проблемы. Во-первых, можно использовать технику, аналогичную «фотонному забору», разработанному для уничтожения комаров. Направляющий лазер малой мощности будет сканировать реле. Когда соединение будет установлено, он сообщит другому лазеру с более высокой мощностью, что можно начать отправку данных. Если волны снова сместят систему, мощный лазер отключится, вновь активизируется вспомогательный направляющий лазер, и начнёт новый поиск.

Другой вариант — MIMO-подобное решение, использующее небольшой набор реле. Если лазерный излучатель немного сдвигается из-за волн, он всё равно будет поддерживать соединение.

MIMO — метод пространственного кодирования сигнала, позволяющий увеличить полосу пропускания канала, в котором передача данных и приём данных осуществляются системами из нескольких антенн (Википедия).

Кому это надо?

Зачем кому-то нужен Интернет под водой? Во-первых, существует большая потребность в сохранении и передаче больших файлов, например, в сфере дистанционного наблюдения за морской жизнью и коралловыми рифами. Видео высокой чёткости, собираемое и передаваемое беспроводными подводными камерами, может быть чрезвычайно полезным для защитников природных ресурсов.

Это также полезно для индустрии высоких технологий. Такие компании, как Microsoft, изучают возможность размещения дата-центров в море и под водой. Размещение центров обработки данных на дне океана может, возможно, сэкономить деньги как на охлаждении оборудования, так и на затратах на энергию. Особенно, если кинетическую энергию волн удастся собрать и преобразовать в электричество. Ну а раз дата-центры будут находиться под водой, то там же должен быть и интернет.

На правах рекламы

Встречайте! Впервые в России — эпичные серверы!
Мощные серверы на базе новейших процессоров AMD EPYC. Частота процессора до 3.4 GHz. Максимальная конфигурация — 128 ядер CPU, 512 ГБ RAM, 4000 ГБ NVMe!

Источник

Даешь WIFI под водой на экшн-камеру!

РЫБАЛКА НА ЭКШН-КАМЕРУ И ПОДВОДНАЯ СЪЕМКА

Мечтали ли вы хоть раз о том, чтобы с помощью экшн-камеры можно было следить за жизнью рыб под водой в режиме реального времени? Если просто опустить экшн-камеру под воду, то Wi-Fi сигнал пропадёт, поскольку он просто будет поглощён водой и не распространится дальше, чем на 10-20 сантиметров. Мы решили предложить вам воспользоваться простым и эффективным методом. Вам не придётся изменять что-либо в аквабоксе вашей эшн-камеры или в приёмном устройстве (смартфоне либо планшете).

Идея предлагаемого нами метода заключается в передаче Wi-Fi сигнала при помощи коаксиального кабеля, к примеру RG-174 (или подобного). Этот кабель прекрасно подходит для воплощения нашей идеи в реальность, ведь он дешёвый, гибкий и тонкий. Чтобы получить стабильный сигнал, мы советуем брать кабель не более 14 метров в длину.

Каждый конец кабеля следует отчистить от экранированной части до центральной жилы, которую вам нужно оставить в пластиковой оплётке (пример показан на виде С), а оголённые концы гидроизолируйте (к примеру, термоклеем), для предотвращения коррозии. С обоих концов кабеля необходимо удалить экранированную часть до центральной жилы. Помните, что длина зачищенного конца играет важную роль! Для сигнала Wi-Fi 2,4 ГГц, имеющего длину волны 12.5 сантиметров, следует убрать с обоих концов оплётку по 6.25 сантиметров (половина длины волны). Конечно, вы можете убрать и все 12,5 сантиметров на каждом конце, однако 6.25 сантиметров — это самая идеальная длина для стабильного сигнала и для лёгкого монтажа.

Закрепите первый конец кабеля на аквабоксе вашей камеры используя клей, изоленту или прочие материалы. Второй конец кабеля следует закрепить на корпусе приёмного устройства (планшете). Мы советуем пользоваться водонепроницаемым чехлом, который сможет защитить смартфон от повреждений (намокания и прочего). В данном случае можно закрепить второй конец кабеля на внешней части чехла.

Вот и всё, что необходимо было сделать! После того, как вы это сделаете, вы сможете следить за жизнью обитателей воды в режиме реального времени! Экшн-камеру погружать под воду лучше на отдельном тросе, привязав на неё небольшой груз, а можно прикрепить камеру к телескопической трубке, с которой выбрать нужный ракурс будет ещё проще.

Источник

Wi-Fi уходит под воду! Будет ли работать под водой Вайфай?

Вы можете получить Wi-Fi где угодно. Если вы путешествуете на поезде, посещаете парк или отдыхаете дома, вы можете использовать эту технологию. Как насчет того, чтобы получить Wi-Fi под водой? Да, исследователи сейчас работают с сетью Wi-Fi, чтобы разработать соединение для «глубоководного интернета».

Технический специалист может проверять электронную почту и Facebook под водой, но он также может предложить отличные технологические прорывы. Вы можете отслеживать загрязнение моря, обнаруживать цунами, проводить инспекцию нефти в море и исследовать природный газ и другие полезные виды деятельности. С помощью этой беспроводной сети вы можете прогнозировать угрозы подводных землетрясений, а также цунами, а также отслеживать жизнь в океане. Вы хотите знать, как работает эта технология? Проверьте это в следующем.

Функционирование подводной технологии Wi-Fi:

В отличие от обычного Wi-Fi, который использует радиоволны, подводная беспроводная сеть использует звуковые волны. Радиоволны обладают способностью проникать в морскую воду, но в пределах ограниченной стабильности и диапазона. Звуковые волны предлагают лучший вариант, и подводная навигационная сеть, использующая гидролокатор, может легко подтвердить эти волны. Датчик можно сбрасывать в воду, а также размещать релейный буй на поверхности озера. Сигнал от Wi-Fi-радио передается на буй, который легко преобразует его в звуковые волны для подводных датчиков. Датчик является двунаправленным, и двусторонняя связь может быть легко установлена.

Вот несколько преимуществ использования подводного Интернета с технологией Wi-Fi.

Спасите вас от морских бедствий!

Подводная беспроводная сеть может дать вам беспрецедентную возможность собирать, а также анализировать важные данные из океана в режиме реального времени. Когда происходит цунами или какое-либо подводное бедствие, вы можете легко передать информацию любому человеку с помощью компьютера или смартфона и спасти жизни многих людей.

Обеспечивает интеллектуальный обмен данными из-под воды

Беспроводные сети, которые работают на суше, зависят от радиоволн для передачи данных через антенны, а также через спутники. Но радиоволны не работают должным образом под водой. Поэтому первоклассные научные агентства, которые занимаются состоянием атмосферы и океанов, полагаются на методы, ориентированные на звуковые волны, для установления связи под водой. Они полагаются на звуковые волны для передачи данных от датчиков цунами или землетрясений на морском дне к надводным буям. Эти буи преобразуют акустические волны в радиоволны для отправки данных на спутник, который снова перенаправляет радиоволны на настольные компьютеры или другие наземные компьютеры.

Хотя большинство систем по всему миру используют этот шаблон, им трудно обмениваться важными данными между собой. Причина в том, что у каждой системы своя инфраструктура. При таком сценарии ожидается, что нынешняя структура подводного Интернета решит проблему. Он способен передавать данные из существующих сенсорных сетей под водой на смартфоны, ноутбуки, а также другое беспроводное оборудование в режиме реального времени.

Широкий спектр приложений:

Подводный Wi-Fi имеет широкое применение. Он включает в себя соединение сетей буев для обнаружения цунами или других морских проблем. Это также помогает вам собирать достоверные океанографические данные и помогает в работе других важных функций. Такая структура поощряет сотрудничество между исследователями и исключает повторное развертывание датчиков, а также других важных устройств.

Кроме того, эта беспроводная сеть имеет несколько приложений для облегчения определенных действий военных и правоохранительных органов. Например, контрабандисты наркотиков часто используют импровизированные подводные лодки для тайной переправки наркотиков и наркотиков. Надежный подводный датчик поможет вам обнаружить эти автомобили. Этот тип каркасов полезен для энергетики и электроэнергетики, которая использует сейсмические волны для поиска природного газа, а также подводной нефти. Вы также можете использовать его для отслеживания водных млекопитающих и рыб и находить различные способы защиты этих существ от судоходства, а также от других неминуемых опасностей. Например, аквалангисты часто используют беспроводные технологии для подводных исследований. Если эти дайверы видят редкие виды или сталкиваются с затонувшими кораблями, они пытаются найти что-то еще.

Узнайте о преимуществах подводного Wi-Fi и получите максимум удовольствия от морского путешествия.

Источник

Aqua-Fi: технология передачи данных под водой

Aqua-Fi: технология, которая позволит дайверам пользоваться интернетом под водой и передавать данные на поверхность даже из глубины моря.

2020: Aqua-Fi: разработан подводный Wi-Fi, работающий использованием светодиодов и лазеров

Интернет является незаменимым средством коммуникации, соединяющим десятки миллиардов устройств по всему миру, и в 2020 году, появилась технология, которая позволяет пользоваться интернетом под водой.

Люди как из научных кругов, так и из отрасли хотят детально отслеживать и исследовать подводную среду. Беспроводной интернет в море позволит дайверам общаться без сигналов руками и отправлять живые данные на поверхность

Подводная связь возможна радио-, акустическими и световыми сигналами. Однако радио может передавать данные только на короткие расстояния, в то время как акустические сигналы могут использоваться на большие расстояния, но с очень ограниченной скоростью передачи данных. Видимый свет может распространяться далеко и нести много данных, но узкие световые лучи требуют четкой линии обзора между передатчиками и приемниками. Теперь команда Басема Шихада создала подводную беспроводную систему Aqua-Fi, которая поддерживает интернет-сервисы, такие как отправка мультимедийных сообщений с использованием светодиодов или лазеров. Светодиоды обеспечивают низкое энергопотребление для связи на короткие расстояния, в то время как лазеры могут передавать данные дальше, но им требуется больше энергии.

В прототипе Aqua-Fi использовались зеленые светодиоды или лазер на 520 нм для отправки данных с небольшого компьютера под водой на детектор света, подключенный к другому компьютеру на лодке. Первый компьютер преобразует фотографии и видео в серию единиц и нолей, которые превращаются в световые лучи, переключения происходят с очень высокой скоростью. Детектор света распознает это изменение и возвращает его обратно в последовательность биты информации, которые принимающий компьютер преобразует обратно в исходный материал.

Исследователи протестировали систему, одновременно выгружая и загружая мультимедиа между двумя компьютерами, расположенными на расстоянии нескольких метров в статичной воде. Они зафиксировали максимальную скорость передачи данных 2,11 мегабайта в секунду и среднюю задержку в 1 миллисекунду для передачи туда и обратно.

Это первый раз, когда кто-либо использовал Интернет под водой полностью без проводов

В реальном мире Aqua-Fi будет использовать радиоволны для отправки данных со смартфона дайвера на «шлюзовое» устройство, подключенное к его снаряжению. Затем, так же как домашний интернет-маршрутизатор, этот шлюз передаст данные с помощью светового луча на компьютер, расположенный на поверхности, подключенный к интернету через спутник. Перед коммерческим запусков, создателям нужно преодолеть сложности, связанные с наведением луча между приемником и передатчиком, для чего они планируют использовать приемники сферической формы.

Источник