ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

تقييم مخبري لتأثير طول موجة الليزر في الاتصالات تحت الماء.

laboratory evaluation of wavelength laser changes in communication free space optical underwater (FSOUW)

660   0   0   0.0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2020
  مجال البحث فيزياء
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Saeed Maroof




اسأل ChatGPT حول البحث

ملخص الاطروحة تم في هذا البحث العمل دراسة الدور الذي يلعبه الليزر في الأنظمة غير الموجهة في النظم اللاسلكية تحت الماء (FSOUW) والتي تحدد الاختيار العملي لمكونات المنظومة الليزرية في الأنظمة غير الموجهة، ودراسة أثر امتصاص مياه البحار والمحيطات لأشعة الليزر وارتباطها مع طول موجة الليزر. وقد استخدمت ثلاثة أطوال موجية (445، 532، 650) نانومتر لتقييم صحة اختيار قناة المياه المناسبة مع 100 مل واط من الليزر كطاقه مرسله. وقد فحصت SNR و BER و SERتبعاً لخمس قنوات مائية مختلفة. هذه هي مياه الصنبور الصافية، ومع ملح، ثم تم إضافة تراكيز مختلفة من مالوكس (Mg(OH)2 and Al(OH)3) والملح من أجل الحصول على المياه عالية التعكر، وتظهر النتائج أن محتوى المالوكس Mallox والملح يقلل من الطاقة المستقبلة للإشارة الليزرية ويسبب قطع الاتصال . وتم رسم الخطوط البيانية المتعلقة بتغير طول الموجة مع معامل الامتصاص لها في المخبر لعدة أطوال موجية وعدة أنواع من مياه المحيطات وتم مناقشة النتائج.


ملخص البحث
تتناول هذه الرسالة تأثير طول موجة الليزر على الاتصالات تحت الماء، حيث تم استخدام ثلاثة أطوال موجية مختلفة (445 نانومتر، 522 نانومتر، 650 نانومتر) لتقييم مدى تأثيرها على جودة الاتصال تحت الماء. تم استخدام طاقة مرسلة مقدارها 100 مل واط وتم فحص نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) ومعدل الخطأ في البتات (BER) ومعدل الخطأ في الرموز (SER) عبر خمس قنوات مائية مختلفة. النتائج أظهرت أن زيادة تركيز المواد العالقة مثل المالوكس والللح تؤدي إلى تقليل الطاقة المستقبلة للإشارة الليزرية وتسبب انقطاع الاتصال. تم رسم الخطوط البيانية لتوضيح العلاقة بين طول الموجة ومعامل الامتصاص في المختبر لعدة أطوال موجية وأنواع مختلفة من المياه. الدراسة أكدت على أهمية اختيار الطول الموجي المناسب للاتصالات تحت الماء لتحقيق أفضل أداء.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: على الرغم من أن الدراسة قدمت نتائج مهمة حول تأثير طول موجة الليزر على الاتصالات تحت الماء، إلا أن هناك بعض النقاط التي يمكن تحسينها. أولاً، كان من الممكن تقديم تحليل أعمق للبيانات لتوضيح العلاقة بين تركيز المواد العالقة وفعالية الاتصالات بشكل أكثر تفصيلاً. ثانياً، كان من الممكن استخدام أطوال موجية إضافية لتوسيع نطاق الدراسة وتقديم نتائج أكثر شمولية. ثالثاً، لم يتم التطرق بشكل كافٍ إلى تأثير العوامل البيئية الأخرى مثل درجة الحرارة والملوحة على جودة الاتصال. وأخيراً، كان من الممكن تقديم توصيات أكثر وضوحاً حول كيفية تحسين أداء الاتصالات تحت الماء بناءً على النتائج المستخلصة.
أسئلة حول البحث
  1. ما هي الأطوال الموجية التي تم استخدامها في الدراسة؟

    تم استخدام ثلاثة أطوال موجية وهي 445 نانومتر، 522 نانومتر، و650 نانومتر.

  2. ما هو تأثير زيادة تركيز المواد العالقة مثل المالوكس على جودة الاتصال؟

    زيادة تركيز المواد العالقة مثل المالوكس تؤدي إلى تقليل الطاقة المستقبلة للإشارة الليزرية وتسبب انقطاع الاتصال.

  3. ما هي المعايير التي تم فحصها لتقييم جودة الاتصال تحت الماء؟

    تم فحص نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR)، معدل الخطأ في البتات (BER)، ومعدل الخطأ في الرموز (SER).

  4. ما هي التوصيات لتحسين أداء الاتصالات تحت الماء بناءً على الدراسة؟

    التوصيات تشمل اختيار الطول الموجي المناسب وتقليل تركيز المواد العالقة في الماء لتحسين جودة الاتصال.


المراجع المستخدمة
ﻻ يوجد مراجع
قيم البحث

اقرأ أيضاً

يتم الإرسال في شبكة WDM باستخدام مسارات ضوئيّة، بحيث يمتلك كل مسار ضوئي توجيهه الخاص عبر الشبكة بالإضافة إلى طول مميّز لهذا المسار. و في حال عدم وجود طول موجي مشترك عبر كامل المسار الضوئي يتم قطع الاتصال. و تعرف مسألة إيجاد التوجيه الطول الموجي لكل م سار بمسألة التوجيه و إسناد طول الموجة RWA [1]. تُمكّن البرمجة الخطّية بالأعداد الصحيحة Integer Linear Programming (ILP) من تمثيل مسألة RWA رياضيّاً. و ذلك عن طريق تحديد كل التوجيهات و الأطوال الموجيّة للمسارات الضوئيّة المطلوبة بأقل عدد ممكن من الأطوال الموجيّة. حيث تعتبر ILP أحد تقنيات الأمثلة أو التحسين Optimization الرياضيّة و التي تقوم بإيجاد القيمة العظمى أو القيمة الدُنيا لتابع مكوّن من مجموعة من المتحوّلات الحقيقيّة الموجبة المحكومة بقيود خطّية إضافيّة. يهدف هذا البحث إلى تحليل أداء الشبكة الضوئيّة السوريّة للاتصالات عن طريق ILP و العمل على تحسين بنية هذه الشبكة، و ذلك من أجل الحصول على أفضل أداء ممكن من حيث الحجب و الاستخدام الأمثلي للموارد المتاحة.
في هذه الدراسة طورنا، بشكل واضح، نموذج الالكترونات المتعاقبة، فضلاً عن ذلك أكثر من مجموعة سويات طاقية، و كذلك مختلف أنواع عمليات الفقد. و هكذا الخواص الجديدة غير المرنة، مثل: التأين الضوئي و التأين بالتصادم التعاقبي للسويات المثارة لذرات غاز الأرغون المدروسة. إن عمليات الفقد التي من الممكن أن تؤثر في تقليل عدد الالكترونات مثل تبعثر أو تشتت الالكترونات من الحجم البؤري، إعادة التوحيد ثلاثي الجسيمات، و إعادة التكوين التفككي جمعيها أخذت بالاعتبار. و كل هذه الخواص مدمجة بمعادلة بولتزمان المتغيرة مع الزمن، و التي حلت بشكل عددي و متزامن مع وضع معدل دالة توزيع الإلكترونات و تابع التوزع الالكتروني للحالة المثارة يشكل متعاقب.
غالباً ما يتم نشر شبكات الحساسات اللاسلكية بشكل عشوائي مما يجعل إمكانية تحديد مواقع العقد المنشورة أمراً غاية في التعقيد، و هو ما يسمى مشكلة تحديد مواقع العقد. إن أهمية معلومات مواقع العقد تأتي من السهولة التي تقدمها هذه المعلومات في عمليات التوجيه و التحكم بالشبكة، الأمر الذي ينعكس بشكل من الأشكال على عمل الشبكة بشكل صحيح. في الوقت الحاضر، ظهر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الذي يعد أهم نظام تحديد المواقع، لكن تكلفة إضافته إلى كل عقدة باهظة، لاسيما في التطبيقات التي تعتمد على شبكات كبيرة الحجم، كما سيتسبب بزيادة حجم العقدة، لذا يمكن تجهيز عدد قليل من العقد بـ GPS، و التي ستساهم بدورها في مساعدة العقد الأخرى على معرفة مواقعها.سندرس في هذه البحث خوارزمية نظام تحديد الموقع (APS) المستخدمة في شبكة الحساسات اللاسلكية تحت الماء، و فيها تكون هناك بعض العقد مجهزة بـ GPS، و التي تساهم في تحديد مواقع العقد الأخرى المتبقية في الشبكة. و سيتم اختبار فعالية استخدام هذه الخوارزمية في تحديد موقع العقدة اعتماداً على المسافة المحسوبة من قبل عقد المرساة القادرة على تحديد موقعها.
تتعدد البحوث و الدراسات العلمية التي تبين كيفية إدخال المعادلات الرياضية في عملية النمذجة الرياضية لمصدر حراري نقطي يستخدم في التسخين (أو الصهر) الموضعي السطحي للمعادن و الخلائط المعدنية، إلا أن عملية النمذجة هذه لمصدر حراري نقطي يؤمن سرعات تسخين و تبريد عاليتي القيم لم تدرس حتى تاريخه بالشكل الكافي نظراً إلى درجة تعقيد هذه المعادلات من جهة، و صعوبة الوصول إلى نموذج رياضي مبسط، يمكن من خلاله إجراء حسابات تقريبية (سهلة و محددة) لأبعاد المنطقة المعالجة من سطح الخليطة المعدنية بهذا المصدر الحراري قبل الشروع بإجراءات التطبيق العملي من جهةٍ أخرى. استنبط في هذا البحث نموذج رياضي بسيط، يمكن باستخدامه حساب عمق المنطقة المعالجة بمصدر حراري لأنواع مختلفة من الفولاذ الكربوني (متباينة نسب الكربون)، و ذلك قبل (CO نقطي (عبارة عن شعاع ليزر 2 البدء بإجراءات التطبيق العملي للمعالجة الحرارية السطحية لهذا الفولاذ، إذ يؤخذ بالحسبان عند استخدام هذا النموذج الرياضي بارامترات الدخل (استطاعة شعاع الليزر و سرعته الخطية و زمن المعالجة و المواصفات الفيزيا-حرارية الأساسية للمعدن المراد معالجته) و بارامترات الخرج (عمق المنطقة المعالجة) . و قد تبين أن الفارق الأعظم بين القيم التجريبية لعمق المنطقة المعالجة بشعاع الليزر، لنوعين من الفولاذ الكربوني من أجل استطاعات مختلفة للشعاع و سرعات خطية متعددة له، و مثيلاتها الحسابية لا تتجاوز 16 % في معظم الحالات. تميز النموذج الرياضي، الذي استنبط في هذا البحث، بالبساطة و سهولة الاستخدام مقارنةً بالنماذج العديدة المقترحة لمثل هذه الحالات، و ذلك من خلال استخدامه في تقدير العمق المراد إنجازه في سطح بعض خلائط الفولاذ السبائكي ذات الاستخدام الخاص. أظهرت الاستخدامات الأولية لهذا النموذج الرياضي أنه يتمتع بآفاق مستقبلية ذات أهمية خاصة، إذ يمكن تطوير هذا النموذج لاستعماله في تقدير عرض المنطقة المعالجة، فضلاً عن عمقها من جهة، و يمكن أن يكون هذا النموذج أساساً لبناء نموذج رياضي آخر تقدر من خلاله نسب الكربون المذاب في الهياكل الشبكية لأطوار المنطقة المعالجة، و من ثم تحديد قيم القساوة لهذه الأطوار من جهة أخرى.
على الرغم من كون تقنية متعدد المداخل متعدد المخارج MIMO تُحسّن من وثوقية نظام الارسال اللاسلكي و من معدل النقل، إلا أن هذا التحسن يكون على حساب التكلفة المرتفعة في العتاد الصلب Hardware و زيادة في الحجم إضافة الى التعقيد البنيوي ، لذلك فإن فعالية الت كلفة cost-effective لتنفيذ هذه التقنية ما زالت تحدٍ قائم. يمكن تحسين الأداء دون زيادة الكلفة بشكل كبير باستخدام أنظمة MIMO افتراضية حيث يتم تحقيق التباعد باستخدام أجهزة موجودة مسبقا ضمن البنية التحتيه للشبكة و تسمى هذه الأنظمة عندئذ بأنظمة الاتصالات التعاونية و التي هي موضوع البحث. تتم المحاكاة باستخدام برمجيات محاكاة معيارية R2013b MATLAB و عامة مفتوحة المصدر Open Source محاكي الشبكات Network Simulator -3. لتوصيف مشاكل الاتصال في الشبكات اللاسلكية و اقتراح الحلول المناسبة .

الأسئلة المقترحة

التعليقات
جاري جلب التعليقات جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا