水下通信设备重要性突出 我国自主研制能力正在提升

传统通信技术应用在水下,信号会严重衰减,无法达到无线通信目的。水下通信设备,可以满足水下通信需求,以及水下与地面通信需求。在海洋经济快速发展,以及国防建设需求下,水下通信设备研发重要性极为突出。

水下通信设备可以用于水下搜索及救援领域,能够实现水下工作人员之间互相交流,以及水下工作人员与地面工作人员互相交流;可用于潜水活动中,实时传送水下人员状态,以及水下环境信息;可用于远洋渔业中,与传感器配合使用,实时传输渔网内鱼类数量,提高捕捞效率;可用于海洋工程装备监测领域,例如监测海上风电、海上油气平台等,查看设备腐蚀情况。

传统的水下通信设备主要采用声波、射频等技术。声波通信速率低,无法满足高速通信要求。射频信号中,只有低频信号可以在海水中传播,通信速率有限。海洋中蕴藏丰富资源,除风能、水能、波浪能外,还有石油、天然气、矿产、生物资源等,开发利用价值大,叠加国防需求,性能更优的水下通信设备开发需求迫切。

根据新思界产业研究中心发布的《2022-2027年中国水下通信设备行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,目前来看,开发价值较大的水下通信技术主要有光通信、水声通信等。光通信水下通信设备具有时延小、带宽大、信号无发散、传输效率高等优点,但存在频率范围较小、可传输距离有限等缺点。水声通信是目前唯一可以实现远距离水下信号传输的技术,但具有时延大、带宽较小、信号处理较为复杂的缺点。目前已开发问世的水下通信技术存在不同优缺点,分别应用在不同场景中。

水声通信工作原理是,先将文字、图像、语音等信息转换为电信号,再转化为声信号,声信号在水中传播,被接收后先转化为电信号,再转化为文字、图像、语音。低频水声通信是海洋军事领域最重要的通信技术,随着深海资源开发力度不断加大,低频水声通信在民用领域的需求也将不断增长。

新思界行业分析人士表示,由于低频水声通信在军事、海洋经济开发领域作用重要,2014年,美国低频水声通信设备对我国实施禁运,我国必须实现自主生产。2019年底,山东省科学院海洋仪器仪表研究所团队开发的低频水声通信机“美济”海试成功,性能达到国际先进水平,2021年浦发银行与其签署协议,提供贷款支持低频水声通信机研究成果转化。

从光通信方面来看,2020年底,武汉六博光电技术有限责任公司研发的国内首台水下无线光通信商用设备在武汉试验成功,通信距离达到50m,速率可达3Mbps。由此来看,我国水下通信设备研制能力正在不断增强,技术先进的产品即将实现商业化,未来自给能力将不断提升。