Aqua-Fi è un sistema wireless subacqueo

Un Internet wireless acquatico che invia dati attraverso fasci di luce potrebbe consentire ai subacquei di trasmettere istantaneamente filmati da sotto il mare alla superficie.

Internet è uno strumento di comunicazione indispensabile, che collega decine di miliardi di dispositivi in tutto il mondo, eppure facciamo fatica a connetterci al web da sott'acqua. «Persone provenienti dal mondo accademico e industriale vogliono monitorare ed esplorare in dettaglio gli ambienti sottomarini», spiega il primo autore, Basem Shihada. (1) La connessione Internet wireless sotto il mare consentirebbe ai subacquei di parlare senza segnali manuali e di inviare dati in tempo reale in superficie.

La comunicazione subacquea è possibile con segnali luminosi radio, acustici e visibili. Tuttavia, la radio può trasportare dati solo su brevi distanze, mentre i segnali acustici supportano lunghe distanze, ma con una velocità dati molto limitata. La luce visibile può viaggiare lontano e trasportare molti dati, ma i fasci di luce stretti richiedono una chiara linea di vista tra i trasmettitori e i ricevitori.

Ora, il team di Shihada ha creato un sistema wireless subacqueo, Aqua-Fi, che supporta i servizi Internet, come l'invio di messaggi multimediali tramite LED o laser. I LED offrono un'opzione a basso consumo energetico per la comunicazione a breve distanza, mentre i laser possono trasportare dati ulteriormente, ma richiedono più energia. Il dispositivo è stato descritto in un articolo pubblicato da IEEE. (2)

Il prototipo Aqua-Fi utilizzava LED verdi o un laser da 520 nanometri per inviare dati da un piccolo computer semplice a un rilevatore di luce collegato a un altro computer. Il primo computer converte foto e video in una serie di 1 e 0, poi vengono tradotti in raggi di luce che si accendono e si spengono a velocità molto elevate. Il rilevatore di luce rileva questa variazione e la trasforma in 1s e 0s, che il computer ricevente converte nuovamente nel filmato originale.

I ricercatori hanno testato il sistema caricando e scaricando simultaneamente file multimediali tra due computer posti a pochi metri di distanza in acqua statica. Hanno registrato una velocità massima di trasferimento dati di 2,11 megabyte al secondo e un ritardo medio di 1,00 millisecondi per un round trip. «Questa è la prima volta che qualcuno utilizza Internet sott'acqua completamente in modalità wireless», afferma Shihada.

Nel mondo reale, Aqua-Fi userebbe le onde radio per inviare dati dallo smartphone di un sub a un dispositivo “gateway” collegato alla propria attrezzatura. Quindi, proprio come un amplificatore che estende la portata WiFi di un router Internet domestico, questo gateway invia i dati tramite un raggio luminoso a un computer in superficie che è collegato a Internet via satellite.

Aqua-Fi non sarà disponibile fino a quando i ricercatori non supereranno diversi ostacoli. «Speriamo di migliorare la qualità del collegamento e la gamma di trasmissione con componenti elettronici più veloci», spiega Shihada. Anche il raggio di luce deve rimanere perfettamente allineato con il ricevitore in acque mobili e il team sta prendendo in considerazione un ricevitore sferico in grado di catturare la luce da tutti gli angoli.

«Abbiamo creato un modo relativamente economico e flessibile per connettere ambienti sottomarini a Internet globale», afferma Shihada. «Speriamo che un giorno, Aqua-Fi sarà ampiamente utilizzato sott'acqua quanto il WiFi è sopra l'acqua.»

Riferimenti:

(1) Basem Shihada

(2) Aqua-Fi: Delivering Internet Underwater Using Wireless Optical Networks

Descrizione foto: Aqua-Fi userebbe le onde radio per inviare dati dallo smartphone di un subacqueo a un dispositivo "gateway" collegato alla propria attrezzatura, che invierebbe i dati tramite un raggio di luce a un computer in superficie collegato a Internet via satellite. - Credit: © 2020 KAUST; Xavier Pita.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Angling for underwater WiFi