Internet: Aqua-Fi ermöglicht Datenkommunikation unter Wasser

Eine Schwierigkeit bei der Datenübertragung unter Wasser ist, dass der Laser zu genau ist.

Artikel veröffentlicht am 25. Juni 2020, 11:53 Uhr, Werner Pluta

Taucher im Mittelmeer (Symbolbild): Videotelefonat unter Wasser (Bild: Menahem Kahana/AFP via Getty Images)

Internet für Taucher: Ein Team der König-Abdullah-Universität für Wissenschaft und Technologie (Kaust) in Thuwal in Saudi-Arabien hat eine Technik für die Datenübertragung unter Wasser entwickelt. Davon könnte beispielsweise die Meeresforschung profitieren.

Aqua-Fi nennt die Gruppe um Basem Shihada ihr System, das mit optischer Datenübertragung per Laser arbeitet. Es basiert auf einer früheren Arbeit, die aber nur eine Übertragung in einer Richtung ermöglichte. Aber wen interessiere das schon, sagte Shihada dem US-Wissenschaftsmagazin IEEE Spectrum. Also hätten sie "etwas mit ein bisschen mehr Leben" machen wollen.

Für die Datenübertragung bauten sie eine Art Unterwassermodem, dessen Herzstück des Geräts ein Raspberry Pi ist. Das Gerät empfängt Funksignale von einem wasserdichten Smartphone - eine Übertagung über Funk über eine kurze Distanz ist möglich. Der Raspberry Pi wandelt sie in optische Signale und überträgt sie per Laser an eine Kommunikationsstation an einer Boje. Diese wandelt das optische Signal wieder in ein Funksignal und überträgt es an einen Satelliten.

Videotelefonat unter Wasser

Die Kommunikation funktioniert in beide Richtungen. Es gelang sogar ein Videotelefonat unter Wasser. Zuerst testete das Team eine Datenübertragung mit Leuchtdioden (LED). Diese hatten aber zwei Nachteile gegenüber dem Laser: Sie schaffen nur eine Datenrate von 100 Kbps und das über eine Distanz von nur 7 m. Die grünen und blauen Laser hingegen übertragen mit 2,11 Mbps über eine Distanz von 20 m.

Ganz problemlos ist das gebündelte Licht aber auch nicht: Da ein Laserstrahl dermaßen präzise ist, muss er auch sehr genau auf den Empfänger gerichtet sein. Schon leichte Turbulenzen im Wasser können ihn ablenken und die Kommunikationsverbindung unterbrechen. Das Team um Shihada tüftelt nach seinen Angaben an zwei Lösungsmöglichkeiten.

Bevor das Problem nicht gelöst ist, wird sich das Aqua-Fi nicht vermarkten lassen. Zudem braucht ein kommerzielles System einen Chip, der optische und Funksignale schneller wandelt als der Raspberry Pi, der derzeit noch ein limitierender Faktor ist.

Anwendungsmöglichkeiten sieht Shihada beispielsweise in der Meeresforschung: Aqua-Fi würde es ermöglichen, Unterwasserkameras zu installieren, um das marine Leben aus der Ferne zu beobachten. Eine andere Möglichkeit könnten Rechenzentren auf dem Meeresboden sein, wie sie Microsoft auf den Orkneyinseln in Schottland testet.