物联网（IoT）是由连网对象组成的网络，能够收集和共享数据。

在当今数字驱动环境中，物联网几乎连接了所有东西，包括家庭、办公室和汽车，使用户能够远程操作各种物体和设备，以及许多众所周知的安全威胁。物联网对众多行业的好处是显而易见的，包括在确保安全和预测停机的同时，实时远程监控设备的潜力。

但是，将物联网部署到任何地方（例如在水下环境中）仍然存在一些技术挑战。随着物联网的扩展，人们很容易想到物联网在水下的不同表现方式。而这就是水下物联网的由来。

水下物联网（IoUT）被描述为一个由智能的、相互连接的水下物体组成的全球网络，该网络可以对巨大的未探测水体进行监控。大海不仅广阔，而且深邃，迄今为止人类也未能完全掌握海洋的秘密，并且在海洋深处还有很多人类未曾踏足的地方。信不信由你，我们目前对月球表面的了解比我们对海洋的了解还要多。大约71%的地球表面被海洋覆盖，其中海洋温度决定了我们气候和风的模式，并且也强烈影响着地球陆地上的其他生命。

我们还知道，无线电波在海水中会随着时间推移而衰减，并且水声通信很容易被窃听，不隐秘。虽然物联网已经改变了我们看待网络隐私的方式，并且开发人员正在采用统一编码来确保我们的安全，但是当我们进入水下时，我们能真正期待什么呢？

让我们来看看。

激动人心的发展

我们知道物联网的未来是光明的。据预测，到2021年，将有多达250亿台设备连网，因此人们很容易想象自己的行业会受到什么影响。但是，水下物联网才刚刚起步。许多科学家认为，光可能是水下物联网得以实现的关键。

位于沙特阿拉伯图瓦尔的阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）的研究人员建议研究同步光波信息和功率传输(SLIPT)配置来将能量和数据传输到水下电子设备，从而使用水下光通信。

SLIPT系统被认为是一个非常可行的选择。例如，人类在对水下设备进行检查时，SLIPT比手势信号更不容易出错，比基于超声波语音的通信器更不容易出现听觉混乱。值得注意的是，迄今为止，手势仍然是潜水员之间常见的交流方式。

研究人员认为，SLIPT可以帮助在难以接近的区域为设备充电，这些区域的持续充电是困难和昂贵的或不可能的，并且设想水面上的船舶或船只向水下机器人或海底物联网传感器发送光通信。

水面浮标或无人机也可用于向海底注入电能，并同时接收数据。虽然SLIPT在投入使用前仍有许多开发工作需要完成，但研究人员看到了它的潜力。

在美国，Sigfox美国公司透露，格洛斯特创新公司选择了其物联网网络，用简单的设备记录海底数据，这些设备有可能连接到30多万个马萨诸塞州的龙虾诱捕器。通过这项被称为“ LobsterNet”的计划，美国Sigfox公司将提供低功耗广域网连接，使这些设备能够每天在海底传输海洋酸度、深度、温度和其他数据。最初，格洛斯特创新公司将利用这些数据使渔民能够更有效地定位和跟踪龙虾诱捕器，并最终帮助蓝色经济。

北约科学与技术组织（NATO STO）正在使用SPOT Trace技术部署物联网解决方案，以进一步了解世界各地的海洋。位于意大利拉斯佩齐亚的北约STO海事研究和实验中心（CMRE）的研究小组正在将浮潜设备嵌入自由漂浮的浮标中，并将它们漂浮在地中海和北极水域，以监测地表漂移行为。SPOT Trace跟踪这些“漂移者”的移动，并通过Globalstar的低地球轨道（LEO）卫星网络传输它们的位置数据。

位于红海沿岸的KAUST多年来一直参与另一个技术探索领域，包括创建一些早期的、开创性的水下数据通信。2015年，它使用450纳米激光（每秒4.8千兆）进行了16-QAM-OFDM传输。正交频分复用（OFDM）将单个数据流分成多个信道，以减少干扰。

有趣的是，对于数据中心来说，海洋正变得越来越重要。世界人口的很大一部分位于沿海地区，而不是内陆地区，而且我们正在经历向边缘计算的转变，这种计算使资源更靠近数据源。此外，对服务器冷却的需求也越来越大，这是海水可以提供的。作为为服务器供电的一种方法，即使是波浪能也意味着海洋和数据正在交织在一起。

2018年，微软在苏格兰奥克尼群岛海岸线附近的海平面以下117英尺处部署了看起来像潜水艇一样的水下数据中心，以服务位于海岸沿线的用户。此外，尽管许多人认为我们的通信是通过卫星进行的，但几乎所有的洲际通信实际上都是通过海底光缆在水下进行的。这些花园软管般大小的光缆几乎可以容纳所有国家公共互联网流量。

但是，这些发展并不是全新协同的一部分。除了生态监测驱动因素之外，海洋计算被广泛探索的最有说服力和最重要的原因之一是，在公海，没有应付租金，也没有管辖权。

气候变化的影响

我们的网络连接和网络安全每天都受到各种不良影响的威胁，其中之一是气候变化，不幸的是，我们对此无能为力。

最近的一项研究将海平面入侵预测叠加在美国重要的互联网基础设施地图上，揭示到2033年，气候变化将使成千上万公里的光缆以及成百上千的其他关键基础设施被海洋淹没。已经部署的大部分基础设施都在海岸附近，尽管其中一些基础设施可能是防水的，但几乎没有设计为完全在水下作业。

在互联网商业化开始的时候，组织就开始了他们自己的网络基础设施部署。每个组织都坚持自己的政策和战略，并根据当前的需要进行部署。不幸的是，这一过程发生在很久以前，而网络抵御不可预见的洪水事件从未成为规划的一部分。

迈阿密、西雅图和纽约是美国最脆弱的城市，但考虑到互联网的运作方式，其后果不会仅仅集中在这些地区，因为通过受影响地区传输的所有数据链路都可能受到影响。（来源物联之家网）再加上研究人员只观察了美国的基础设施，同样的问题在世界各国都可能是一个挑战，因此，很明显我们面临着一个大问题。

一些网络巨头，例如AT＆T和Verizon，已经意识到了这个问题，并正在安装能够抵御海平面不断上升的系统。但事实仍然是，大部分已安装的互联网技术没有考虑到气候变化的后果。

总结

然而，水下物联网的未来不仅仅只有阴霾，SUNRISE项目就证明了这一点。这个由欧盟资助的项目已经建造并测试了水下机器人原型，这些机器人模仿海洋动物交流。它们使用强度降低的声音信号和不干扰动物的波频。

SUNRISE团队已经证明，水下无人机能够实时传输数据，并能够传达和确认简单的指令。这种无人机使用“Janus”语言相互交流。获准在地中海试运行的无人机原型已经协助在葡萄牙波尔图找到了一个失踪的货柜。

尽管水下物联网刚刚起步，但它仍显示出很大的潜力。它目前处于“研发过程”中，由国家资助的组织赞助。用不了多久，“事物”之间的连接和交流就会变得安全，并且软件也会得以全面开发