中國網(wǎng)/中國發(fā)展門戶網(wǎng)訊 今天是信息的時代，網(wǎng)絡(luò)的時代。不斷升級換代的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)把全球聯(lián)結(jié)在一起，催生出了電子商務(wù)、智能家居、遠(yuǎn)程醫(yī)療、云計(jì)算、云存儲等新型的產(chǎn)業(yè)，而萬物互聯(lián)將深刻地改變每個人的生活和工作方式。支撐這些的是快速發(fā)展的通信技術(shù)，以?5G?為代表的無線通信技術(shù)可以達(dá)到?10?Gbps，低廉的成本使得通信網(wǎng)絡(luò)可以覆蓋全球。

但在海洋中，水下通信卻面臨著巨大的障礙。水下電纜、光纜布設(shè)困難、成本高昂、易被破壞等難題，使得水下有線通信的應(yīng)用范圍非常有限。除極低頻率外，電磁波在水中的衰減很快，穿透能力較強(qiáng)的超長波也僅能穿透水面約?100?米左右?；光波在水中受吸收和散射影響，只能進(jìn)行短距離傳輸，傳輸最遠(yuǎn)的藍(lán)綠激光也只能實(shí)現(xiàn)水下幾百米的傳輸。由于聲波可以在水中傳播比較遠(yuǎn)的距離，水聲通信是水下無線信息傳輸?shù)闹饕侄?，但也面臨可用帶寬窄、信道復(fù)雜多變等難題。

隨著人類在海洋中的活動越來越頻繁，需要在水下傳輸信息的應(yīng)用需求也越來越多，水聲通信技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛，在科學(xué)考察、海洋工程建設(shè)、海底礦產(chǎn)資源調(diào)查與開發(fā)以及軍事領(lǐng)域等方面水聲通信技術(shù)都有著廣泛的應(yīng)用，這些應(yīng)用也對水聲通信的速率和可靠性提出了更高的要求。

在科學(xué)考察活動中，以前放置在海底的海洋考察儀器都是將采集的數(shù)據(jù)存儲在儀器內(nèi)，到預(yù)定的日期由母船去回收，取出數(shù)據(jù)后再重新布放下去。這樣周期長、費(fèi)用高，而且經(jīng)常出現(xiàn)回收失敗導(dǎo)致無法彌補(bǔ)的數(shù)據(jù)缺失。如果應(yīng)用水聲通信技術(shù)，則可以將數(shù)據(jù)傳輸至水面，不必回收海洋考察儀器，降低了風(fēng)險(xiǎn)和費(fèi)用。如果水面有長期值守的浮標(biāo)，那么就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時回傳。

在海上石油開采工業(yè)中，水聲通信設(shè)備被廣泛用于海洋石油平臺的環(huán)境參數(shù)監(jiān)測、立管和局部管路的振動，以及姿態(tài)監(jiān)測、一些閥門的控制等。在無纜自治水下機(jī)器人（AUV）和無人水下機(jī)器人（UUV）等水下潛器中，水聲通信機(jī)廣泛用于遙控、遙測、數(shù)據(jù)回傳、協(xié)同作業(yè)等。對深海載人潛水器來說，水聲通信設(shè)備更是其關(guān)鍵設(shè)備之一，深?？疾焓且豁?xiàng)具有危險(xiǎn)性的活動，保障潛水器中的科學(xué)家的生命安全是設(shè)計(jì)深海載人潛水器要考慮的首要問題。與水面支持、控制母船的及時通信聯(lián)絡(luò)可以極大提高載人潛水器中的科學(xué)家處理突發(fā)事件的能力，對保障其生命安全起著不可替代的作用。水聲通信系統(tǒng)還可以實(shí)時傳輸載人潛水器采集的數(shù)據(jù)信息，供水面科學(xué)家實(shí)時分析，以便及時調(diào)整使命。實(shí)時的通信還有助于潛水器中的科學(xué)家保持平靜心態(tài)，順利完成科研任務(wù)。

在軍事上，水聲通信是水面艦船和水下的載體（潛艇和水下傳感器等）間實(shí)現(xiàn)雙向信息傳輸最為有效的手段，如潛艇與指揮艦之間的聯(lián)系等。美國、法國、英國等國家的海軍都有很多這方面的研究計(jì)劃。在用于偵察、救撈、布雷與掃雷的水下機(jī)器人中，水聲通信也是關(guān)鍵技術(shù)之一。正是由于水聲通信技術(shù)在軍事上的巨大應(yīng)用價值，水聲通信被列為高度敏感的技術(shù)，美國一直限制其高性能水聲通信產(chǎn)品對中國的出口。

本文主要介紹非軍事領(lǐng)域的水聲通信技術(shù)進(jìn)展。

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