استفاده از لیزرها برای انتقال ویدیو در زیر آب

خبرگزاری ایسنا: یکی از عوامل محدود کننده وسایل نقلیه کنترل از راه دور زیرآبی(ROVs) این است که برای اینکه اپراتورها آنچه را که دوربین‌ها می‌بینند، ببینند باید از نظر فیزیکی به یک کشتی پشتیبانی از طریق یک سیم طولانی متصل باشند.

دانشمندان از طریق یک سیستم دو طرفه که از لیزرها برای انتقال بی‌سیم ویدیوهای با کیفیت اولترا اچ‌دی از طریق آب استفاده می‌کند، در حال کار برای تغییر در این روند هستند.

این سیستم ارتباطی نوری بی‌سیم زیرآبی موسوم به "UWOC" توسط "عبدالله الحلفی" دانشجوی دکترا و استاد راهنمایش "باسم شهاده" از دانشگاه علم و فناوری ملک عبدالله عربستان سعودی(KAUST)، ساخته شده است.

این سیستم تاکنون در آزمایشگاه آزمایش شده است و با موفقیت توانسته ارسال و دریافت سیگنال‌ها را تا 4.5 متر از آب شور اقیانوس و آب شیرین انجام دهد.

این یک پلتفرم زیر آبی است که ویدیوی دیجیتالی با کیفیت بالا را به یک سری از پالس‌های بسیار سریع تبدیل می‌کند که توسط یک دیود لیزر سبز 520 نانومتری منتشر می‌شود. این پالس‌ها یک کانال مخابراتی "downlink" تشکیل می‌دهند که از میان آب عبور می‌کند و توسط یک گیرنده مجهز به "فوتودیود" دریافت می‌شوند که در نهایت آنها را به ویدیو در زمان واقعی تبدیل می‌کند.

این گیرنده به نوبه خود با استفاده از یک لیزر آبی 450 نانومتری برای ایجاد یک کانال مخابراتی "uplink" استفاده می‌کنند که اطلاعات را به پلتفرم زیر آب ارسال می‌کند. این داده‌ها شامل بازخوردی(فیدبک) از کیفیت سیگنال دریافت شده است.

بر اساس این بازخورد، پلتفرم زیر آب، قدرت و مدولاسیون سیگنال ویدئوی آن را تطبیق می‌دهد تا با وضوح آب مطابقت داشته باشند. این بدان معنی است که اگر آب نسبتا روشن باشد، بسته‌های ویدئویی بیشتری می‌توانند با سرعت بیشتری ارسال شوند، اما اگر آب کدر باشد، کیفیت ویدیو از طریق کاهش سرعت انتقال حفظ می‌شود.

"الحلفی" می‌گوید: کاربر نهایی هیچ تفاوتی در کیفیت تجربه نخواهد کرد، زیرا این سیستم بسته‌های ویدئویی را با همان کیفیت اولیه، اما در سرعت‌های بهینه‌سازی شده، ارائه می‌کند.

داده‌های ارسال شده در کانال uplink نیز می‌توانند شامل دستوراتی باشند که اپراتورها برای کنترل ROV از آنها استفاده می‌کنند.

در حالی که این سیستم اولین سیستم "UWOC" نیست، اما به نظر می‌رسد که بالاترین وضوح، کیفیت و سریع‌ترین نرخ انتقال را برای انتقال ویدیو در زیر آب ارائه می‌دهد.

این تحقیق اخیرا در مجله IEEE Photonics منتشر شده است.