Подводная беспроводная передача данных с помощью солнечных панелей

Китайские разработчики предложили оптимизированную беспроводную систему скоростного обмена данными под водой на основе классических солнечных панелей.
По словам разработчиков, к изобретению их подтолкнула популяризация солнечных панелей в качестве детекторов для систем оптической подводной беспроводной связи – при таком применении их зона детекции существенно упрощает стабилизацию каналов связи.

До сих пор актуальной для таких систем была проблема ограниченной пропускной способности солнечных элементов. Ведь они были в первую очередь ориентированы на сбор энергии, а не на участие в процессах связи. Впрочем, группа ученых Чжэ-Цзянского университета заверила, что они смогли решить этот вопрос.

Ранее высокоскоростные линии связи с помощью солнечных элементов питания, доступных на массовом рынке, нуждались в особых модуляционных схемах, сложных алгоритмах и высокой вычислительной мощности. Такая система тратила большой объем энергии и демонстрировала значительные задержки при обработке сигнала. С помощью компьютерного моделирования и виртуальных симуляций, ученые смогли разработать версию системы с оптимизированными показателями.

Инновационная система состоит из последовательно соединенных солнечных элементов, превращающих солнечный свет в электрический сигнал. Элементы выполняют роль детекторов, отвечающих требованиям выравнивания передающего и приемного устройств в системе подводной беспроводной связи.

Также стало известно, что разработку уже протестировали в семиметровом водном резервуаре, имитировавшем подводный канал длиной 35 метров. В таких условиях новая солнечная батарея обеспечила скорость передачи информации 150 мегабит в секунду с применением эквалайзера в частотной зоне. Для удлинения дистанции эффективной передачи оптического сигнала использовались зеркала.

Результаты иследования новой технологии

По результатам эксперимента исследователи констатировали высокую стабильность, надежность и производительность системы, а также низкий уровень энергозатрат. Разработчики особо подчеркнули, что массовое производство солнечных панелей обеспечит аналогичным системам высокую рентабельность.

Системе была посвящена статья в журнале Optica, которая называется «Солнечная батарея с последовательным подключением для высокоскоростной подводной беспроводной оптической связи».

Новая технология связи вероятно будет применяться в операциях по очистке мирового океана, соединяя подводные датчики, водолазы, подводные лодки и надводные суда. А также помогая установить связь между исследователями в воде и на берегу.

Передача данных на большие расстояния

Ученые отмечают, что эта разновидность детекторов может применяться и для беспроводной связи на дневном свете с помощью светодиодов и других источников видимых световых сигналов. Таким способом данные смогут передаваться на большие расстояния.