科學(xué)家首次實(shí)現(xiàn)水下無線聯(lián)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)

根據(jù)中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心4月28日發(fā)布的第45次《中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計(jì)報(bào)告》顯示，中國網(wǎng)民規(guī)模突破9億，互聯(lián)網(wǎng)普及率達(dá)64.5%。陸地網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)進(jìn)入成熟發(fā)展階段，但水下卻依然是一片“處女地”。

我們都知道，WIFI信號(hào)屬于電磁波，它其實(shí)與手機(jī)信號(hào)并無本質(zhì)區(qū)別，都屬于電磁波中的微波波段，一般位于800兆赫-2500兆赫的波段。然而由于電磁波在水中有很大的衰減，所以陸地上廣泛使用的電磁波無線通信，在水中很難實(shí)現(xiàn)。

不過無線電、聲音和可見光信號(hào)卻可以在水下進(jìn)行通信。在任何情況下，無線電都可以在短距離內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)，而聲音信號(hào)可以增強(qiáng)長(zhǎng)距離，但數(shù)據(jù)速率有限;可見光可以傳播更遠(yuǎn)的信息，但窄光束需要在發(fā)射器和接收器之間保持清晰的視線。

最近，來自阿卜杜拉國王科技大學(xué)科學(xué)家們建立了一個(gè)名為Aqu-Fi的水下無線系統(tǒng)，成功實(shí)現(xiàn)了水下聯(lián)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)，從而能夠向陸地上的電腦分享實(shí)時(shí)圖像和視頻。

Aqu-Fi使用無線電波將數(shù)據(jù)從潛水員的智能手機(jī)傳輸?shù)竭B接在水下裝備上的樹莓派(Raspberry Pi，只有信用卡大小的微型電腦)上。然后通過LED或激光光束將數(shù)據(jù)發(fā)送到地面上通過衛(wèi)星連網(wǎng)的計(jì)算機(jī)上，計(jì)算機(jī)再將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖片或視頻。

研究人員說，他們的系統(tǒng)能夠在靜止水中相距幾英尺的兩臺(tái)電腦之間上傳和下載多媒體，數(shù)據(jù)傳輸速度為每秒2.11兆字節(jié)，往返的平均延遲為1.00毫秒。

研究人員指出，在流動(dòng)的水中，光束必須與接收器保持一致，他們已經(jīng)在考慮設(shè)計(jì)一種能夠從各個(gè)角度捕捉光線的球形裝置。

研究人員稱說:“這是第一次有人在水下完全通過無線上網(wǎng)。我們已經(jīng)創(chuàng)造了一種相對(duì)便宜和靈活的方式將水下環(huán)境與全球互聯(lián)網(wǎng)連接起來。我們希望有一天，Aqua-Fi能像水面上的WiFi一樣在水下得到廣泛應(yīng)用?！?/p>

實(shí)際上，除了無線電波，還可以通過鋪設(shè)海底光纜實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。

海底光纜不是單純的一根光纖，它實(shí)際上是一個(gè)復(fù)雜的傳輸系統(tǒng)。海底光纜系統(tǒng)由兩部分組成：水下設(shè)備和岸上設(shè)備。1850年英國和法國之間鋪設(shè)了世界第一條海底電纜。而世界上第一條海底光纜，是1988年建好的，連通歐洲和美國，全長(zhǎng)6700公里。這條光纜含有3對(duì)光纖，每對(duì)的傳輸速率為280Mb/s。

目前，全世界超過90%的跨國數(shù)據(jù)傳輸，都由海底光纜承擔(dān)。根據(jù)2018年的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球的海底光纜總長(zhǎng)達(dá)90萬公里，可繞地球22圈。