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수중 무선통신(Aqua-Fi), LED와 레이저를 사용해 수중 WiFi통신 성공.
초당 2.11메가바이트의 최대 데이터 전송 속도와 왕복 평균 1.00 밀리 초 지연.
상용화 위해 몇가지 기술 극복 숙제로 남아 있어.

수중 무선통신(Aqua-Fi), LED와 레이저를 사용해 수중 WiFi통신 성공

새로우 아쿠아-파이 기술로 다이버가 바다 밑에서 지상으로 영상을 실시간 전송할 수 있다.

▲ Aqua-Fi는 데이터 전송을 위해 무선 전파를 사용해 다이버의 스마트폰으로 부터 인터넷에 연결한다. 그래픽:www.techexplore.com

인터넷은 전 세계적으로 수십억 개의 장치를 연결하는 데 없어서는 안될 커뮤니케이션 도구다. 하지만 수중에서 웹에 연결하는 데 어려움을 겪고 있다.
첫 번째 저자 바셈 쉬하다(Basem Shihada)는 “학계와 산업계의 종사자들은 수중 환경을 자세히 모니터링하고 탐색하기를 원한다. 해저의 무선 인터넷을 통해 다이버는 손 신호 없이 대화하고 라이브 데이터를 수면으로 전송할 수 있다”고 설명한다. 

▲ 해저의 무선 인터넷을 통해 다이버는 손 신호 없이 대화하고 라이브 데이터를 수면으로 전송할 수 있다.

라디오, 음향 및 가시광선 신호로 수중 통신이 가능하다.
무선 신호는 근거리에서만 데이터를 전송할 수 있다.
음향 신호는 장거리를 지원할 수 있지만 데이터 속도는 매우 제한적이다.
가시광선은 멀리 이동하여 많은 양의 데이터를 전달할 수 장점은 있어도 좁은 광선은 송신기와 수신기 사이에 명확한 시야가 필요하다. 

 

레이저는 더 많은 데이타 전송 가능하지만 많은 전력 필요

최근 Shihada 팀은 LED 또는 레이저를 사용해 멀티미디어 메시지를 보내는 것과 같은 인터넷 서비스를 지원하는 수중 무선 시스템 Aqua-Fi를 구축했다.

LED는 근거리 통신을 위한 저에너지 옵션을 제공하는 반면 레이저는 더 많은 데이터를  전달할 수 있지만 많은 전력이 필요하다.

Aqua-Fi 프로토타입은 녹색 LED 또는 520나노미터 레이저를 사용하여 작고 간단한 컴퓨터에서 다른 컴퓨터에 연결된 광 검출기로 데이터를 전송했다.
첫 번째 컴퓨터는 사진과 비디오를 일련의 1과 0으로 변환하 며 매우 빠른 속도로 켜고 끄는 광선으로 변환된다. 광 검출기는 이 변화를 감지하여 다시 1과 0으로 바꾸고, 수신 컴퓨터는 원래 영상으로 다시 변환한다.

▲ 수중 다이버는 해양생물을 촬영해 실시간으로 아쿠아-파이(Aqua-fi)로 영상을 보낼 수 있다. 그래픽 출처: www.techwxplore.com

최초의 수중 무선 인터넷

연구원들은 정적인 물에서 몇 미터 떨어진 두 컴퓨터 사이에 멀티미디어를 동시에 업로드하고 다운로드하여 시스템을 테스트했다. 그들은 초당 2.11메가바이트의 최대 데이터 전송 속도와 왕복 평균 1.00 밀리 초의 지연을 기록했다. 쉬하다는 “인터넷을 수중에서 완전히 무선으로 사용한 것은 이번이 처음이다”고 말했다.

실제로 Aqua-Fi는 전파를 사용하여 다이버의 스마트 폰에서 자신의 장비에 연결된 "게이트웨이"장치로 데이터를 보낸다. 그런 다음 가정용 인터넷 라우터의 WiFi 범위를 확장하는 부스터와 마찬가지로 이 게이트웨이는 위성을 통해 인터넷에 연결된 표면의 컴퓨터로 광선을 통해 데이터를 보낸다. 

 

상용화 위해 기술 개선 필요

연구원들이 아쿠아-파이를 사용하려면 몇 가지 장애물을 극복해야 한다.
Shihada는 “우리는 더 빠른 전자 부품으로 링크 품질과 전송 범위를 개선하기를 희망한다"고 말했다. 광선은 움직이는 물에서 수신기와 완벽하게 정렬되어 있어야 하며, 팀은 모든 각도에서 빛을 포착할 수 있는 구형 수신기를 고려하고 있다.

"우리는 수중 환경을 전 세계 인터넷에 연결하는 비교적 저렴하고 유연한 방법을 만들었다"라고 Shihada는 말한다.
"우리는 언젠가는 WiFi가 물 위에 있는 것처럼 Aqua-Fi가 수 중에서 널리 사용되기를 희망한다.”
출처: King Abdullah University of Science and Technology
www.techexplore.com

[더사이언스플러스=문광주]

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