انطلاقة التغيير وإستراتيجية شبكات الاتصال اللاسلكية البحرية

  • 11/28/2021
  • 00:00
  • 1
  • 0
  • 0
news-picture

في أكتوبر 2017، أطلق سمو سيدي ولي العهد - حفظه الله - مشروع نيوم NEOM، الذي انبثق من رؤية واضحة للمملكة العربية السعودية 2030، التي تسعى لاستثمار مكامن القوة التي حبانا الله بها، من موقع إستراتيجي متميز وقوة استثمارية رائدة وعمق عربي وإسلامي، وتسخير كل الإمكانات، لتحقيق الطموحات. يقع مشروع نيوم في أقصى شمال غرب المملكة العربية السعودية، وعلى امتداد 460 كم على ساحل البحر الأحمر. ومن أهداف هذا المشروع الضخم تطوير عدد من القطاعات الاقتصادية الرئيسية للمستقبل، ومنها مستقبل الطاقة والمياه، ومستقبل العلوم التكنولوجية والرقمية. ومن هذا المنطلق، هذا المقال يعرض بعض المعلومات التي تخص شبكات الاستشعار اللاسلكية تحت الماء (Underwater Sensor Networks) التي ظهرت مؤخرا كأسلوب قوي للتطبيقات المائية، ومدى أهميتها في وقتنا الحاضر. تزداد أهمية هذه التطبيقات في العديد من المجالات، بما في ذلك: المراقبة البيئية والتلوث، وجمع البيانات البيئية والمحيطية، وأنظمة الإنذار المبكر، والوقاية من الكوارث، والمراقبة التكتيكية الموزعة، والملاحة المائية، واكتشاف الموارد، وذلك لأن نسبة الماء تغطي ما يقرب ثلثي سطح الأرض (70%). لذا، فإن أغلب الموارد التي تحت سطح الماء لم يتم اكتشاف إلا جزء بسيط منها. لذلك تعد هذه الشبكات ذات اتجاه بحثي قيم في التعامل مع التطبيقات تحت الماء، خاصة أنها تحتوي على شبكة ثلاثية الأبعاد (Three Dimensional)، بعكس الشبكات الأرضية التي تحتوي على شبكة ثنائية الأبعاد (Two Dimensional). وشبكات الاستشعار اللاسلكية تحت الماء هي فئة من الشبكات المخصصة والمشابهة للأنواع الأخرى من شبكات الاستشعار، وتتكون من عدد متغير من أجهزة الاستشعار الموزعة بشكل جماعي تحت الماء، لأداء مهام المراقبة التعاونية على منطقة محددة مسبقًا. تسمى المستشعرات الموجودة في البيئة تحت الماء «الأجهزة» أو «العقد» التي تستشعر المعلومات المطلوبة وفقا لطلب التطبيق. ويمكن أن تكون هذه «العقد» إما في حالة ثابتة أو متحركة أو كليهما معًا، وذلك لنقل المعلومات المحسوسة باستخدام الإشارات الصوتية (ِAcoustic Signals). والبيئة تحت الماء لها قيودها المادية الخاصة وخصائصها الفريدة التي يجب أن تؤخذ في الاعتبار في أثناء تصميم بروتوكولات للتحكم في الوصول المتوسط سواء كان Routing أو Medium Access Control عبر شبكة مائية، وتشمل سرعة الانتشار البطيئة، وعرض النطاق الترددي المحدود، وقيود الطاقة، وحركة العقدة مع تيار الماء، وتكاليف النشر العالية. تستخدم «العقد» بالماء الموجات الصوتية في التواصل، بسرعة إرسال 1500 متر في الثانية (م / ث). ونتيجة سرعة انتشارها المنخفضة، تحدث تأخيرات انتشار أعلى في الاتصال، حتى بين عقدتين متجاورتين. ومثال على ذلك، شبكة أجهزة الاستشعار الصوتية تحت الماء يمكن أن تستخدم مودم مفردة أو متعددة على سطح الماء، والمودم الصوتي يستخدم للاتصالات تحت الماء. أما المودم الراديو، فيستخدم للاتصالات خارج الماء (from Sink node to Satellite and from Satellite to Monitoring Center). وتقع «العقد»، التي تسمى Anchored node، في قاع المحيط بمواقع محددة مسبقًا، لجمع المعلومات. تلك المعلومات يتم تسليمها إلى عقد أخرى، تسمى Relay node، التي تقع بين العقد على سطح الماء (Sink node) والعقد المثبتة في العمق أو قاع البحر، وتكون هذه العقد على مستويات مختلفة في العمق. خلاصة القول: إن تطوير تطبيقات شبكات الاستشعار اللاسلكية تحت الماء في العديد من المجالات محط اهتمام، ولا سيما التطبيقات التي تخدم مشروع نيوم العملاق.

مشاركة :