Sommario
Il lavoro svolto nel corso di questa tesi consiste nell’analisi della comunicazione di una
rete acustica subacquea, per il monitoraggio continuo e la sorveglianza di infrastrutture
critiche marine e marittime.
Il sistema è stato sviluppato all’interno del progetto denominato Underwater Acoustic
Network - UAN e la tesi in esame prende in considerazione alcuni test effettuati nella zona
di Trondheim, Norvegia, dal 23 al 27 Maggio 2011. La rete testata comprendeva fino a
quattro nodi fissi e tre nodi mobili, di cui due posizionati su veicoli autonomi subacquei.
Questi componenti erano integrati in un sistema di protezione globale, che includeva anche
sensori di superficie.
La tesi analizza i dati forniti da questo esperimento per elaborare l’andamento delle
prestazioni nel tempo e per verificare la loro sensitività ai parametri ambientali.
A tale scopo si sono effettuate alcune analisi preliminari, come la batimetria della zona
di interesse, l’andamento dei profili delle caratteristiche della colonna d’acqua, ovvero
temperatura, salinità, densità e velocità del suono, le condizioni meteorologiche, i percorsi
effettuati dai componenti mobili e le velocità raggiunte.
Le prestazioni della rete sono valutate in termini di Packet Loss - PL e Round Trip Time -
RTT, misurati a livello middleware e a livello applicazione. I risultati evidenziano che questi
parametri non vengono influenzati dalla distanza percorsa dal segnale o dall’esecuzione da
parte dei nodi mobili di comandi inviati dal sistema di controllo. Invece le simulazioni
effettuate con i programmi AcTUP e BELLHOP, attraverso l’elaborazione dell’andamento
della Trasmission Loss Incoherent - TLI, rivelano una dipendenza dalle variazioni dei
profili delle caratteristiche durante l’arco delle giornate.
Abstract
The work done during this dissertation consist in analyze the communication of an
underwater acoustics network, for continuous monitoring and surveillance of critical marine
infrastructure.
The system has been developed within the "Underwater Acoustic Network - UAN"
project and this mentioned dissertation consider some tests carried out in the area of
Trondheim, Norway, on May 23-27 2011. The network included up to four fixed nodes and
three mobile nodes, in which two of them were fixed on autonomous underwater vehicles.
These components were integrated into a global protection system, which also included
surface sensors.
This dissertation analyzes information taken from this experiment to develop performance
trends over time and to verify their sensitivity to environmental parameters.
For this purpose we have carried out some preliminary analysis, such as bathymetry of
the experimental area, performance of the water column profiles (temperature, salinity,
density and sound speed), weather conditions, routes taken by moving devices and the
reached speeds.
The network performances are evaluated in terms of Packet Loss - PL and Round Trip
Time - RTT, measured at middleware level and application level. The results shows that
these parameters are not influenced by the distance traveled by the signal or by the mobile
nodes execution of commands sent by the control system. Instead, the simulations carried
out with the programs AcTUP and BELLHOP, through the processing of Transmission
Loss Incoherent - TLI trend, reveal a correlation with the changes of water column profile
throughout the course of the days.