高速水下通讯网络技术获突破 开启海洋wifi时代

■ 文｜《海洋与渔业》记者 李易珊 吕华当

为青海师范大学制作的智能浮标系统，长期应用于青海湖环境监测。

在陆地上，电磁波的应用已经比较成熟，成为普罗大众较为常用的通讯手段。然而，当介质环境发生改变时，电磁波便会黯然失色。据测量，电磁波在水中的传送距离只有数米。也就是说，如果要发展水下无线通讯，靠电磁波显然是行不通的，深圳市智慧海洋科技有限公司（以下简称“智慧海洋”）便将目标锁定到声波传送领域。

据悉，目前，无线通讯技术的载体不外乎三种形式：电磁波、光波和声波。由于介质的特性不同，声波在陆上的传输速度是340米/秒，而在水下却高达1500米/秒，且传送距离可以从几公里到几百公里，是水下通讯的良好载体。早在 2004年，智慧海洋的技术团队核心专家崔军红就已经着手水下声波通讯的技术研究，并于 2012年推出了第一款产品，前后消耗经费折合人民币两个亿，拟打造一个高速水下通信网络，开创海洋wifi时代。

崔军红

信号转换是系统的核心

智慧海洋董事长崔军红将整套网络系统比喻为电话，电话的功能主要是接收信号、转换信号和发送信号。当一方在说话时，电话将声信号转化为电信号，电信号就以电磁波的方式在空中进行传送，当另一方成功接送并转换回声信号时，就实现了空间通话。而智慧海洋的技术核心正是信息转换与传送，与电话不同的是，水下通讯所接收到的第一个元素是电信号。“网络 +基站 +终端”形成整体运作的形式，同理，该无线网络需要配合实体装备方可使用，包括浮标以及水下节点机器等。在系统的覆盖下，海底的故事由一个接收器（探头）开始，当接收器采集到图片、影像、声音、数字等水下信息后，处理器会将这些信息汇总、编码，经过编码后数据即可以声波的形式在水中进行高速传播，当数据传送到接收终端时，处理器会将数据进行解码，这些信息便可以为操作人员所使用。

网络+装备 助力探索深蓝

水下无线通讯技术的发展，为深蓝梦开启了新的篇章，成为一个重要的里程碑。随着科技的进步，神秘的蓝色空间也逐渐被揭开面纱。通过海底网络，机器人开始进驻海底世界，接下了过去人们力所不能及的任务。一般地，受到水压的限制，人类深潜最多只有 30米左右，而深海海参生长于 11000米以下的海底，此时机器人便可以轻松完成深海捕捞工作。通过网络控制机器人在水下作业，解决了深海作业高危性的难题。

接收海底监测信息，进行国际海域超远程通信

系统启用以来，获得广泛好评。2012年，智慧海洋的产品走出国门，美国国家海洋和大气局（NOAA）在美国切萨皮克湾部署了一个由 11套浮标以及水底节点组成的环境检测网络，通过该网络收集到的所有资料，将会显示在互联网上，实时更新；2015年，智慧海洋联合青海师范大学制作智能浮标系统，对青海湖的环境数据进行监测，包括温度、电导率、盐度等指标；2017年5月，智慧海洋的产品进入国家深海基地，用于蛟龙号测试平台和大型试验水池的数据统计和设备检测，未来将被部署到 1500～3000米的深海进行实地测试。

基于海洋 wifi时代的综合信息网络集聚通信、供电、平台、感知、信息和环境六大模块，可实现对海洋的立体观测、互联互通、数据共享，提供海洋安全、管控、开发等方面的综合应用方案。海洋领域初探成果显著，潜水娱乐、智能终端等将是智慧海洋未来的发展方向。