Austausch großer Datenmengen 30.01.2014, 11:00 Uhr

Für Taucher und U-Boote: Unter Wasser per Blitzlicht kommunizieren

Unter Wasser kann man künftig mit Leuchtdioden besser kommunizieren. Kalifornische Forscher haben eine LED entwickelt, die 76 Mal schneller taktet als bisherige. Damit ist selbst der Austausch großer Datenmengen ist möglich. 

Taucher unter Wasser

Mit einem neuen optischen Kommunikationssystem sollen Taucher ebenso wie U-Boote besser kommunizieren können.

Foto: panthermedia.net/criso

Taucher können künftig bestens miteinander und mit ihrem Mutterboot kommunizieren. Das gilt auch für U-Boot-Kapitäne, die ihrem Flottenverband etwas mitzuteilen haben. Selbst wenn es um den Austausch von großen Datenmengen geht macht das neue Kommunikationssystem nicht schlapp, dann jedenfalls nicht, wenn das Wasser nicht allzu sehr eingetrübt ist und die Entfernung wenige 100 Meter nicht übersteigt.

Optische Übertragungstechnik funktioniert bislang nur mit geringer Datenmenge

Möglich ist das mit einer Technik, die bereits zwischen Flugzeugen, Raumschiffen und Bodenstationen eingesetzt wird: mit optischer Übertragungstechnik. Das funktioniert heute zwar auch schon, doch die Datenübertragungsrate ist gering.

Die Blinkintervalle der Leuchtdioden, die Sprache und Daten durch getaktetes Blitzlicht übertragen, ist zu niedrig. Das liegt daran, dass blau und grün leuchtende Laserdioden genutzt werden müssen, weil diese Lichtfarbe von Wasser am wenigsten absorbiert wird. Diese lassen sich allerdings nur mit geringer Rate takten.

Ein Forscherteam der Universität San Diego im Süden Kaliforniens hat jetzt eine Leuchtdiode entwickelt, die sich 76 Mal schneller takten lässt als die, die heute eingesetzt werden. Außerdem strahlt sie 80 Mal heller, sodass sich die Reichweite erhöht, theoretisch jedenfalls, denn die emittierte Farbe ist mit gelb-grün nicht ideal für die Überbrückung großer Strecken unter Wasser.

Nächstes Ziel der Wissenschaftler ist es, die Farbe der flotten Diode in Richtung blau-grün zu verändern.Jeder, der optisch kommunizieren will, trägt eine Sende- und Empfangseinheit. Sie besteht aus einer Sendediode und einem Sensor, der die Signale empfängt, und einem Wandler, der elektrische Signale in optische umwandelt und umgekehrt.

Informationen vom Meeresgrund in Echtzeit weitaus aussagekräftiger

Bei einer möglichen dramatischen Verbesserung der Technologie könnten optische Kommunikationssysteme die akustischen bei kurzen Distanzen ablösen. Akustische Kommunikation ist durch geringe Geschwindigkeit und geringe Datenraten limitiert und kann außerdem unter Walen, Delfinen und anderen Meerestieren zu Stress, Unruhe und Orientierungslosigkeit führen. Besonders wichtig wäre der Ersatz von akustischen durch optische Signale für die Kommunikation mit Unterwasserfahrzeugen, die auf Suchfahrten sind oder nach Bodenschätzen suchen.

Die Datenmengen, die übertragen werden, sind so groß, dass sie akustisch gar nicht zu bewältigen sind. Um sie doch an die Wasseroberfläche zu bekommen muss das Fahrzeug an einer Daten-Nabelschnur hängen, was die Bewegungsmöglichkeit einschränkt. Alternativ könnten die Daten an Bord gespeichert und erst nach dem Auftauchen ausgelesen werden. In Echtzeit übertragen sind die Informationen vom Meeresgrund allerdings weitaus aussagekräftiger. Außerdem könnte das Fahrzeug zielgerichteter gesteuert werden.

 

  • Wolfgang Kempkens

    Wolfgang Kempkens studierte an der RWTH Aachen Elektrotechnik und schloss mit dem Diplom ab. Er arbeitete bei einer Tageszeitung und einem Magazin, ehe er sich als freier Journalist etablierte. Er beschäftigt sich vor allem mit Umwelt-, Energie- und Technikthemen.

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