Neues Protokoll ermöglicht Drahtlos-Internet im Meer

Forscher der University of Buffalo haben offenbar einen Ansatz gefunden, um auch eine der letzten Regionen der Welt mit drahtlosen Datendiensten zu erschließen: Die riesige Welt unter den Meeresoberflächen. Die Datenübertragung zwischen und zu Objekten, die sich unter Wasser befinden, ist bisher ein gewaltiges Problem. Um beispielsweise die Kommunikation mit Tauchrobotern sicherzustellen, die Schiffs-Wracks in teils tausenden Metern Tiefe untersuchen, kommen teure Kabel zum Einsatz, die den Bewegungsspielraum stark einschränken. Auch U-Boote sind getaucht weitgehend vom Informationsfluss abgeschnitten und auch die Vernetzung von Sensor-Systemen zur Vorhersage von Erdbeeben und Tsunamis stellt die Ingenieure immer wieder vor Probleme.

Denn während hier in der Luft problemlos Funksignale für die Datenübertragung eingesetzt werden können, ist dies unter Wasser kaum möglich. Dort werden die entscheidenden Frequenzen sehr schnell absorbiert. Schallwellen verbreiten sich im Wasser hingegen sehr gut und werden entsprechend auch für einfache Signalübermittlungen verwendet. Allerdings kommen hier jeweils sehr speziell auf das jeweilige Aufgabengebiet optimierte Lösungen zum Einsatz, um das Maximale aus den geringen Bandbreiten einer Schall-Übertragung herauszuholen.

Das soll sich mit der Neuentwicklung aus Buffalo nun ändern. Die Wissenschaftler haben sich hier an dem verbreitetsten Standard zum Informationsaustausch zwischen verschiedenen Plattformen orientiert: Dem TCP/IP des Internets. Sie haben ein Protokoll entwickelt, dass nur sehr geringe Ressourcen beansprucht, dabei aber vollständig kompatibel zu IPv4/IPv6 ist.

Die neue Technologie würde es nicht nur ermöglichen, auf einer Basis, die ohnehin weit verbreitet ist, Daten von Sensor-Netzen im Meer zu empfangen, sondern hier auch problemlos einen Rückkanal für Optimierungen zu etablieren. Das Protokoll berücksichtigt dabei die Besonderheiten, die eine Übertragung unter der Wasseroberfläche mit sich bringt - wie beispielsweise stärkere Störungen. Entsprechend fehlertolerant wurde es gestaltet.

Erste Tests entsprechender Systeme verliefen vielversprechend. Die Forscher versenkten dafür zwei Kommunikationsknoten im Eriesee und tauschten Instant Messages aus. Auch Datenübertragungen via FTP konnten durchgeführt werden. Hinter den eigentlichen Sendern kamen dabei handelsübliche Modems zur Modulation der Audio-Signale zum Einsatz, die an x86- und ARM-Systeme angebunden waren, auf denen Linux und ein speziell entwickelter Treiber liefen.

Die Technologie soll es so zukünftig ermöglichen, dass nicht nur kleinere Forscherteams sondern quasi jedermann die von Sensornetzen im Meer kommenden Daten direkt empfangen und auswerten kann. Dies könnte beispielsweise Apps für Smartphones ermöglichen, die viel schneller vor einem Tsunami warnen können, weil keine Zwischenstation mehr benötigt wird, die die Signale erst auswerten muss. Aber auch viele andere Anwendungen sind hier denkbar, die heute noch engen Grenzen unterliegen.