نمت شبكات الإنترنت جنبًا إلى جنب مع التطورات الكبيرة في تكنولوجيا الاتصالات. جعلت هذه التطورات من الممكن أن تبادل المعلومات من أي مكان في العالم تقريبًا. ولكن هل يُمكن تبادل المعلومات تحت الماء؟
لطالما كان التواصل تحت الماء مشكلة. لا يمكن للاتصالات اللاسلكية العمل تحت سطح المياه، المعيار اللاسلكي المعروف الإرسال بعيد جدًا . و الإرسال الصوتي (السونار) هو الخيار المفضل تحت الماء ، لكنه يعاني من معدل بيانات منخفضة للغاية. لكن طور فريق من الباحثين نظامًا لنقل Wi-Fi تحت الماء باستخدام الليزر ومصابيح LED.
تسمح هذه التقنية للغواصين بإرسال المعلومات إلى السطح بشكل موثوق وسريع. كما أن هذه التقنية غير مُكلفه بالمرة. إذا كنت غواصًا أو باحثًا أو مستكشفًا بحريًا وترغب في إرسال المعلومات من تحت الماء إلى السطح ، فلديك ثلاثة خيارات: إشارات ضوئية لاسلكية وصوتية ومرئية. ومع ذلك ، فإن كل هذه الخيارات لها عيوب كبيرة. في حالة الراديو ، يمكن نقل البيانات عبر مسافات قصيرة فقط. بالنسبة إلى الصوتيات ، تكون سرعة الإرسال بطيئة جدًا ، وبالنسبة للضوء المرئي ، يلزم وجود مسار واضح بين المرسل والمستقبل. لكن من الرائع توفير شبكة Wi Fi تحت الماء.
طور الباحثون شبكة Wi-Fi تحت الماء، تستخدم نظام أطلقوا عليه اسم Aqua-Fi، وهو عبارة عن مزيج من أجهزة الليزر والمكونات الجاهزة لإنشاء اتصال لاسلكي ثنائي الاتجاه للأجهزة تحت الماء. يتوافق النظام تمامًا مع معايير IEEE 802.11 اللاسلكية ، مما يعني أنه يمكن الاتصال بسهولة والعمل كجزء من الإنترنت على نطاق واسع.
كيف تعمل تقنية Aqua-Fi لتوفير شبكة Wi Fi تحت الماء؟
في البداية لنفترض أن لديك جهاز يعمل تحت الماء (بالنسبة لباحثي كاوست ، كان عبارة عن هواتف ذكية مقاومة للماء). ثم استخدموا إشارة Wi-Fi قديمة عادية لتوصيل هذا الجهاز بـ “مودم” تحت الماء.
على وجه التحديد ، استخدموا Raspberry Pi (وهو عبارة عن كمبيوتر كلاسيكي أحادي اللوحة يستخدم في المشاريع الهندسية حول العالم ) للعمل مثل هذا المودم. قام Raspberry Pi بتحويل الإشارة اللاسلكية إلى إشارة ضوئية (باستخدام الليزر) يتم بثها إلى جهاز استقبال متصل بعوامة سطحية. على السفينة تم استخدام تقنيات الاتصالات الراسخة لإرسال الإشارة إلى قمر صناعي. لكي يتلقى الجهاز تحت الماء البيانات ، يتم عكس العملية ببساطة.
اختبر الباحثون النظام عن طريق تحميل وتنزيل الوسائط المتعددة في وقت واحد من أجهزة كمبيوتر على بعد أمتار قليلة. كانت السرعة القصوى التي حققوها 2.11 ميجابايت / ثانية ، بمتوسط تأخير ذهابًا وإيابًا قدره 1 مللي ثانية فقط.
يقول شيباتا: “لقد أنشأنا طريقة رخيصة ومرنة نسبيًا لربط البيئة تحت الماء بشبكة الإنترنت العالمية”. “آمل أن يتم استخدام Aqua-Fi يومًا ما على نطاق واسع تحت الماء مثل شبكة WiFi .” وأضاف “هذه هي المرة الأولى التي نستخدم فيها الإنترنت لاسلكيًا بالكامل تحت الماء”.
في بداية الأمر استخدم الفريق مصابيح LED بدلاً من الليزر في تصميمهم الأول ، لكنهم وجدوا أن مصابيح LED لم تكن قوية بما يكفي لمعدلات بيانات عالية. باستخدام مصابيح LED ، اقتصرت الحزم على مسافات تبلغ حوالي 7 أمتار ومعدلات بيانات تبلغ حوالي 100 كيلوبت في الثانية. عندما قاموا بالترقية إلى الليزر الأزرق والأخضر ، حققوا 2.11 ميجابت في الثانية على مدى 20 مترًا.
ومع ذلك ، يستخدم النظام مكونات إلكترونية أساسية ، ويريد الباحثون استخدام مكونات أسرع لتحسين جودة الإتصال. يحتاجون أيضًا إلى التأكد من أن شعاع الضوء يظل محاذيًا تمامًا للمستقبل في المياه المتحركة (الامواج). نتيجة لذلك ، سوف يستغرق الأمر بعض الوقت قبل طرح Aqua-Fi للعامة.
أهمية توفير شبكات Wi Fi تحت المياه
ربما لا تزال تسأل نفسك في هذه المرحلة لماذا يحتاج أي شخص إلى الإنترنت تحت الماء؟ أولاً ، هناك حاجة كبيرة لتوفير شبكات تحت الماء وذلك لرصد الحياة البحرية والشعاب المرجانية عن بُعد ، على سبيل المثال. يمكن أن تكون مقاطع الفيديو عالية الدقة التي يتم جمعها ونقلها بواسطة كاميرات لاسلكية تحت البحر مفيدة للغاية للحفاظ على البيئة.
لكنها أيضًا مفيدة لعالم التكنولوجيا الفائقة. تستكشف شركات مثل Microsoft إمكانية وضع مراكز البيانات في الخارج وتحت الماء . ربما يمكن أن يؤدي وضع مراكز البيانات تحت المياه إلى توفير المال المهدور على تبريد المعدات وكذلك تكاليف الطاقة ، إذا كانت هناك مراكز بيانات تحت الماء ، فلا بد من وجود الإنترنت أيضًا.
