|有了水下Wi-Fi系统，海底互联网或可实现
可以连接全球数百亿个设备的互联网 ， 已成为现代社会必不可少的通信系统 。 一直以来 ， 科研界和工业界的人们都希望更仔细地监视和探索水下环境 ， 但现今的技术仍难以将网络从陆地连接至水下 ， 实现水下保护的大量需求 ， 如对海洋生物和珊瑚礁进行远程监控 ， 通过水下无线摄像头收集和传输高清视频图像等 。
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目前 ， 常用的水下通信技术有无线电 ， 声波和可见光信号 。 无线电只能在短距离内传输数据；声音信号可以支持长距离传输 ， 但数据速率非常有限；可见光可以携带大量数据并实现长距离传播 ， 但窄光束需要在发射器和接收器之间形成清晰的视线 。 由此可见 ， 这三者都有自己的优缺点 ， 如果能把三者整合在一起 ， 那么对于海底探索来说或许更具实用性 ， 但把这三者整合在一起的系统有点过于复杂了 。
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（来源：KAUST）
因此 ， 若海底无线互联网可以实现的话 ， 潜水员无需手语就能交谈并能将实时数据传输到水面上 ， 水下数据传输势必将变得如同在陆地上一样便捷 。 近日 ， 沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）的研究人员 ， 开发出了一种水下Wi-Fi无线传输系统（Aqua-Fi） ， 它结合了激光器和现成的组件 ， 可以为水下设备建立双向无线连接 。 该系统完全符合IEEE 802.11无线标准 ， 这意味着它可以轻松地连接到更广泛的互联网并成为其一部分 。
Aqua-Fi的工作原理：使用绿色LED或520纳米激光将数据从一台简单的小型计算机发送到与另一台计算机相连的光探测器 。 第一台计算机将照片和视频转换为一系列的二进制算法（0和1） ， 然后将它们转换成以非常高的速度打开和关闭的光束 。 光检测器检测到这种变化并将其变回1s和0s ， 接收计算机再将其转换回原始镜头 。
现实中 ， Aqua-Fi会使用无线电波将潜水员的智能手机中的数据发送到与其装备相连的“网关”设备 。 然后 ， 就像扩展家用互联网路由器的WiFi范围的增强器一样 ， 此“网关”通过光束将数据发送到地面上的计算机 ， 该计算机通过卫星连接到互联网 。
【|有了水下Wi-Fi系统，海底互联网或可实现】在系统测试实验中 ， 研究人员通过在两台相距几米的静态水中的计算机之间同时上传和下载多媒体 ， 据记录其最大数据传输速度为每秒2.11兆字节 ， 往返的平均延迟为1毫秒 。
据称 ， 该团队在最初的设计中使用LED代替了激光器 ， 但发现LED的功率不足以实现高数据速率 。 使用LED时 ， 光束被限制在大约7米的距离和大约每秒100千字节的数据速率；当他们升级为蓝色和绿色激光器时 ， 它们在20米内达到了每秒2.11兆字节的速度 。
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（来源：KAUST）
而想要Aqua-Fi系统在商业领域实现大面积应用 ， 仍然还需要解决一些问题 。 研究人员指出 ， 如果想在水下构建互联网 ， 激光对准仍然是最具挑战性的部分 。 因为激光是如此精确 ， 所以即使是轻度湍流的水也可能使光束偏离航道并使其错过接收器 。 基于此 ， 他们正在考虑一种可以捕获所有角度的光的球形接收器 ， 并希望通过更快的电子组件来改善连路质量和传输范围 。
目前 ， 研究人员正在探索解决对准问题的方法 。 一种是使用类似于“ 光子栅栏 ”的技术 ， 低功率的引导激光将扫描受体 ， 建立连接后它将通知另一个功率更高的激光器开始发送数据 。 如果波再次使系统失准 ， 则高功率激光器将关闭 ， 导向激光器将进入进而开启另一轮搜索；另一种是使用一小组接收器（类似于多进多出（MIMO））的解决方案 ， 它具有极高的频谱利用效率 ， 因此即使激光发射器被水搅动的情况下仍能保持连接 。
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