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一文解析水下物联网的工作过程

2020年08月11日 16:37 次阅读

  世界三分之二的表面被水覆盖。它在我们的经济存在中发挥着重要作用,包括在石油,天然气,航运和旅游业等主要垂直领域。

  随着物联网的迅速发展,由于无线电波在海水中会随着距离的推移而衰减,因此人们开始质疑物联网在水下的表现,而且水声通信(实际上行之有效)很容易被窃听,并且不是隐秘的。

  有人说,要实现水下物联网,光就是答案。位于沙特阿拉伯图瓦尔的阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)的研究人员正在提出水下光通信的方案。他们正在研究同时进行的光波信息和功率传输(SLIPT)配置,用于将能量和数据传输到水下电子设备。最近,研究人员宣布了一项突破性实验,通过该实验,他们能够在配备太阳能电池板传感器和接收器之间的1.5码(yards)距离内实现水下双向数据和电力传输。

  SLIPT系统将比绞合的电线更有用。例如,在人类水下设备的检查中,SLIPT比手势信号更不容易出错,也比基于超声波的通讯器更不容易混淆声音。值得注意的是,直到今天,手势仍然是潜水员之间交流的一种常见形式。

  KAUST的博士生JoseFilho在学校网站上的一篇文章中说:“SPLIT可以帮助在无法连续供电的昂贵或不可能供电的地方为设备充电。”

  Filho已经参与了激光项目的开发,他设想水面上的船只将光通信发送到水下车辆或海底的物联网传感器。激光将同时与水下机器人和设备通信并为其供电。返回的数据被中继到水面舰艇,然后通过RF(无线电)与陆地基地或数据中心通信。

  研究人员认为,水面浮标,甚至是在湍流上方飞行的无人机,都可以用来向海床表面注入电力,并同时接收数据。

  学校解释说,在SLIPT投入运营之前,仍需要进行大量开发,但它具有潜力。共同第一作者AbderrahmenTrichili在文章中说:“水下光通信提供了巨大的带宽,对于可靠地在几米范围内传输信息很有用。”

  位于红海沿岸的KAUST从事这一技术勘探领域已有多年。它参与了一些早期的、创纪录的水下数据通信的开发。在2015年,它使用450纳米激光器运行了每秒4.8GB的16-QAM-OFDM传输。OFDM(正交频分复用)将单个数据流分成多个通道以减少干扰。

  有趣的是,海洋对数据中心越来越重要。世界上有大量的人口分布在沿海地区或沿海地区,而不是内陆地区,我们看到了一种向边缘式计算的转变,这种计算方式使资源更接近数据来源。此外,海水还能提供冷却能力。甚至海浪能作为一种为服务器供电的方法,也意味着海洋和数据正变得交织在一起。

  微软于2018年在水面以下117英尺的地方推出了一个水下水冷数据中心。此外,花园软管大小的电缆几乎在水下,跨大洋和各大洲之间承载着所有全球公共互联网流量。

  所以,这不是一种全新的协同效应。除了生态监测驱动因素外,对海洋计算进行深入研究的最有可能也是最重要的原因之一是,在公海上不需要应付租金或管辖权所有权。

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