Kineski recept: solarnim ćelijama do brze podvodne bežične komunikacije
Rješenje kineskih istraživača moglo bi omogućiti razmjenu podataka i proizvodnju energije s jednim uređajem
Iako su solarne ćelije obično dizajnirane za pretvaranje svjetlosti u energiju, istraživači su pokazali da se također mogu koristiti za podvodnu bežičnu optičku komunikaciju s visokim brzinama podataka. Novi pristup koristi niz serijski povezanih solarnih ćelija kao detektore i mogao bi se pokazati kao isplativ, niskoenergetski način za prijenos podataka pod vodom.
Silikonski solarni paneli
Istraživači kineskog Sveučilišta Zhejiang uhvatili su se u koštac s problem podatkovnih veza potrebnih za prijenos podataka od ronilaca, podmornica, podvodnih senzora i bespilotnih autonomnih podvodnih vozila do površinskih brodova.
Oni su u časopisu Optica izvijestili o laboratorijskim eksperimentima u kojima su koristili niz komercijalno dostupnih solarnih ćelija koje nude mnogo veće područje detekcije od fotodioda koje se tradicionalno koriste kao detektori u bežičnoj optičkoj komunikaciji.
Postigli su najveću propusnost komercijalnih optičkih komunikacijskih sustava baziranih na silikonskom solarnom panelu s velikim područjem detekcije. Ova vrsta sustava, vjeruju istraživači, mogla bi omogućiti razmjenu podataka i proizvodnju energije s jednim uređajem.
Optimiziranje solarnih ćelija
U usporedbi s korištenjem radija ili akustičnih valova, podvodna bežična komunikacija temeljena na svjetlu pokazuje veću brzinu, manju latenciju i zahtijeva manje energije.
Međutim, većina optičkih sustava velike brzine na velike udaljenosti nije praktična za podvodnu implementaciju jer zahtijevaju strogo usklađivanje između odašiljača koji emitira svjetlo i prijemnika koji detektira dolazni svjetlosni signal. Visoku propusnost teško je postići jer su solarne ćelije optimizirane za prikupljanje energije, a ne za komunikaciju.
Novi dizajn
Istraživači su testirali novi dizajn u kojem su zrcala korištena za produžavanje duljine puta optičkog signala do 35 metara. Sustav se pokazao pouzdanim i stabilnim, uz nisku potrošnju energije i visoke performanse.
Primjena obrnutog prednapona od 90 V dodatno je povećala širinu pojasa, omogućujući propusnost od -20 dB od 63,4 MHz. Ova širina pojasa omogućila je podvodnu bežičnu optičku vezu od 35 m/150 Mbps koristeći najjednostavniji oblik modulacije s pomakom amplitude.
Ova vrsta detektora mogla bi se, kažu istraživači, koristiti i u komunikaciji s vidljivim svjetlom, vrsti bežične komunikacije koja koristi vidljivo svjetlo iz LED-a i drugih izvora za prijenos podataka na udaljenosti.
