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激光器被成功用于在水下传输高清视频
罗纳尔多 2018-05-22
导语

遥控无人潜水器的一个限制因素是,为了让他们的操作员看到其摄像头拍摄到的内容,该船只必须通过长系绳连接到水面支援船。科学家正在努力通过双向系统来改变这种情况,该系统使用激光器在水下无线传输超高清视频。

遥控无人潜水器的一个限制因素是,为了让他们的操作员看到其摄像头拍摄到的内容,该船只必须通过长系绳连接到水面支援船。科学家正在努力通过双向系统来改变这种情况,该系统使用激光器在水下无线传输超高清视频。

水下无线光通信(UWOC)系统由阿卜杜拉国王科技大学的博士生Abdullah Al-Halafi和他的导师Basem Shihada共同创建。到目前为止,该系统已经在实验室环境中进行了测试,成功地在4.5米(14.7英尺)的清澈海洋水和浑浊的海港水下发送和接收信号。

它集成了一个水下平台,可将超高清数字视频转换为由520纳米绿色激光二极管发射的一系列极其迅速的脉冲。这些通道形成一个下行通道,在水中通过,并由配备光电二极管的接收器接收,并将其转换回实时视频。

该接收器反过来使用450nm蓝色激光器形成上行链路通道,该通道将数据传回水下平台。包含在该数据中的是对所接收视频的信号质量的反馈。基于这种反馈,水下平台将调整其视频信号的功率和调制,以补偿水的清澈程度造成的不足。这意味着如果水相当清澈,更多的视频数据包可以以更快的速率传输,但是如果它是浑浊的,通过减慢视频传输速率来维持视频质量。

Al-Halafi表示:“最终用户在视频质量方面不会有任何差异,因为系统可以提供具有相同定义的视频数据包,但具有优化的功率和传输速率。”在上行链路信道上传输的数据还可能包含命令,操作员可用这些命令远程控制遥控无人潜水器。虽然这不是我们见过的第一个UWOC系统,但据报道,它已经实现了水下视频的最高分辨率和最快的传输速率。

关于这项研究的论文最近在《IEEE Photonics Journal》期刊上发表。

文章链接:

Abdullah Al-Halafi, Basem Shihada, "UHD Video Transmission Over Bidirectional Underwater Wireless Optical Communication," IEEE Photonics Journal, Volume: 10, Issue: 2, DOI: 10.1109/JPHOT.2018.2821695

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作者 罗纳尔多

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北京理工大学

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  • 爱因斯坦 科研工作者 北京航空航天大学 博士
  • 梅西 本科生 北京工业大学 本科
  • 金陵 本科生 北京大学 本科
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