İnsanlar, telgraf ve telefonların icadından çok önce duman, ışık sinyalleri, alevler, aynalar, sinyaller ve bayraklar kullanarak eski zamanlardan beri dünya üzerinde hakkında bilgi aktarmanın yollarını biliyorlardı.
İnternetin hayatımızda dünya çapında on milyarlarca cihazı birbirine bağlayan vazgeçilmez bir iletişim aracı olmasının ardından, bilim insanları sualtı iletişim teknolojileri geliştirme olasılığını araştırmaya başladı.
Su iletişim teknikleri
Peki Neden daha iyi su altı iletişimi geliştirme ihtiyacı hissediliyor? Nisan 1912'de yaşanan ve kesin konumu 1985 yılına gizemli kalan okyanusta batan dev Titanic gemisinin kazasının bir incelemesi Woods Hole Oşinografi Enstitüsü tarafından yapılmıştı. O zamandan beri, bilim insanları özellikle de kablo gerektirmeyen daha iyi sualtı iletişim sistemleri geliştirmek istiyor.
Kral Abdullah Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’ndeki (KAUST) ekibini kablosuz su iletişim teknolojilerini geliştirmeye yönlendiren Bilgisayar Bilimleri Profesörü Dr. Basim Sehada, “Aslında, radyo sinyalleri, ses veya görünür ışık kullanılarak sualtı iletişimi mümkün olabilir. Ancak radyo sinyalleri veriyi kısa mesafelerde taşıyabiliyor. Öte yandan, ses sinyalleri uzun mesafeleri destekler, ancak veri hızı çok sınırlıdır. Görünür ışığa gelince, çok fazla veri taşıyarak uzaklara gidebilir. Ancak ışın verici ve alıcılar arasında net bir görüş hattı gerektirir.” ifadelerini kullandı.
Bu hipoteze dayanarak, KAUST araştırma ekibi, LED teknolojisi veya lazer ışınları kullanarak multimedya mesajları gönderme gibi internet hizmetlerini destekleyen 'Aqua-Fi' adlı bir sualtı radyo sistemi geliştirmeyi başardı.
Bu bağlamda 'Wi-Fi' terimi, televizyon ve radyo setleri gibi elektromanyetik dalgaları kullanan yerel bir kablosuz ağ teknolojisini ifade ediyor.
AQUA-Fİ sistemi
'Aqua-Fi' sistemi nasıl çalışır? KAUST araştırmacıları, telefonun Pi Raspberry sualtı modemine bağlanması için düzenli bir 'Wi-Fi' sinyali yardımıyla su altından yüzeye veri göndermek adına su geçirmez bir akıllı telefon kullandılar. Bu modem aracılığıyla kablosuz sinyal optik bir sinyale dönüştürüldü ve uydu yoluyla internete bağlı bir su yüzeyi alıcısına yönlendirildi. Cihaz, fotoğraf ve videoları çok yüksek hızlarda çalışan ve söndüren ışık ışınlarına dönüştürülen bir seriye dönüştürür.
Aqua Fi sisteminin 2017 yılında KAUST bilim insanları tarafından su altında 1.2 GB'lık bir dosya göndermek için mavi bir lazer kullanılarak geliştirildiğini belirtmek gerekir. Dr. Sehade konuyla ilgili açıklamasında, “O dönem şu soruyu sorduk: Kim sadece bir dosyayı aktarmakla ilgileniyor? Sonra devam edip daha hayati ve önemli bir şey yapmaya karar verdik” şeklinde konuştu.
Araştırma ekibini, canlı video çekimlerini yüksek çözünürlükte iletebilen bir sistem oluşturmak amacıyla çift yönlü iletişim teknolojilerinin kullanımını düşünmeye iten bu düşünce oldu.
Ekip, lazerler yerine LED kullandı, ancak yüksek veri hızlarını iletecek kadar güçlü olmadıklarını, maksimum iletim paket mesafesinin sadece 7 metre ile sınırlı olduğunu ve veri aktarım hızının hızının 100 kbps olduğunu buldular.
Araştırmacılar burada, statik su içinde birbirinden iki metre uzaklıktaki iki bilgisayar arasında aynı anda multimedya yükleyip sistemi test ettiler. Saniyede 2,11 MB maksimum veri aktarım hızı, 20 metre mesafe ve ortalama 1,00 milisaniye gecikme kaydedildi. Dr. Sehade, sualtında ilk kez kablosuz internetin kullanıldığını söyledi. Sistemin hali hazırda Pi Raspberry ile sınırlı olduğunu söyleyen Profesör, daha fazla iletişim kurabilen ve daha fazla veri iletebilen daha güçlü lazerler kullanmak için, 'Raspberry Pi' nin özel bir optik modem ile değiştirilmesi gerekeceğini kaydetti.
Geniş uygulamalar
Kendinize şu noktada bu soruyu sorabilirsiniz: Neden sualtında internete ihtiyaç var? Dr. Sehade bu sorunun cevabını yanıtlıyor. Denizaltı kablosuz internet dalgıçların manuel sinyaller olmadan konuşmalarını ve yüzeye canlı veri göndermelerini sağlayacak.
Bilim insanları, bu teknolojinin, petrol endüstrisinden su ürünleri yetiştiriciliğine ve balıkçılık endüstrilerine kadar sayısız endüstrileri geliştirebilecek çok çeşitli uygulamalarda işe yarayabileceğine inanıyor. Kirlilik kontrolü, deniz ortamının korunması, mercan resifleri, iklim kaydı, okyanus gözlemi ve okyanus tabanındaki nesnelerin algılanması, gelişmiş su altı iletişiminden yararlanabilecek diğer alanlardır.
Bugün, Microsoft gibi bazı teknoloji devi şirketlerin soğutma ekipmanı ve enerji maliyetleri gibi maliyetlerden tasarruf etmek adına sualtı veri merkezleri oluşturma olasılığını araştırdıklarını görüyoruz. Eğer bu merkezler su altında kurulmuşsa, internetin de olması gerekiyor.
Tasarım zorlukları
Hali hazırda 'Aqua-Fi' hizmetinin karşı karşıya kaldığı zorluklar vardır. Araştırmacılar çeşitli engellerin üstesinden gelene dek sistem ticari olarak mevcut olmayacaktır. Profesör bu konuda, “Bağlantı kalitesini ve iletim aralığını daha hızlı elektronik bileşenlerle iyileştirmeyi umuyoruz. Işık hareketli suda alıcı ile tamamen aynı hizada kalmalıdır, bu nedenle ekip ışığı her açıdan yakalayabilen küresel bir alıcıya ihtiyaç” yorumunda bulundu.
Şarku’l Avsat’ın haberine göre Sehade açıklamasında, “İnterneti su altında nasıl inşa edeceğinizi hayal etmek istiyorsanız, lazeri hizalamak en zor kısım olmaya devam ediyor” dedi.
