高速水下通訊網絡技術獲突破 開啟海洋wifi時代

■ 文｜《海洋與漁業》記者 李易珊 呂華當

為青海師范大學制作的智能浮標系統，長期應用于青海湖環境監測。

在陸地上，電磁波的應用已經比較成熟，成為普羅大眾較為常用的通訊手段。然而，當介質環境發生改變時，電磁波便會黯然失色。據測量，電磁波在水中的傳送距離只有數米。也就是說，如果要發展水下無線通訊，靠電磁波顯然是行不通的，深圳市智慧海洋科技有限公司（以下簡稱“智慧海洋”）便將目標鎖定到聲波傳送領域。

據悉，目前，無線通訊技術的載體不外乎三種形式：電磁波、光波和聲波。由于介質的特性不同，聲波在陸上的傳輸速度是340米/秒，而在水下卻高達1500米/秒，且傳送距離可以從幾公里到幾百公里，是水下通訊的良好載體。早在 2004年，智慧海洋的技術團隊核心專家崔軍紅就已經著手水下聲波通訊的技術研究，并于 2012年推出了第一款產品，前后消耗經費折合人民幣兩個億，擬打造一個高速水下通信網絡，開創海洋wifi時代。

崔軍紅

信號轉換是系統的核心

智慧海洋董事長崔軍紅將整套網絡系統比喻為電話，電話的功能主要是接收信號、轉換信號和發送信號。當一方在說話時，電話將聲信號轉化為電信號，電信號就以電磁波的方式在空中進行傳送，當另一方成功接送并轉換回聲信號時，就實現了空間通話。而智慧海洋的技術核心正是信息轉換與傳送，與電話不同的是，水下通訊所接收到的第一個元素是電信號。“網絡 +基站 +終端”形成整體運作的形式，同理，該無線網絡需要配合實體裝備方可使用，包括浮標以及水下節點機器等。在系統的覆蓋下，海底的故事由一個接收器（探頭）開始，當接收器采集到圖片、影像、聲音、數字等水下信息后，處理器會將這些信息匯總、編碼，經過編碼后數據即可以聲波的形式在水中進行高速傳播，當數據傳送到接收終端時，處理器會將數據進行解碼，這些信息便可以為操作人員所使用。

網絡+裝備 助力探索深藍

水下無線通訊技術的發展，為深藍夢開啟了新的篇章，成為一個重要的里程碑。隨著科技的進步，神秘的藍色空間也逐漸被揭開面紗。通過海底網絡，機器人開始進駐海底世界，接下了過去人們力所不能及的任務。一般地，受到水壓的限制，人類深潛最多只有 30米左右，而深海海參生長于 11000米以下的海底，此時機器人便可以輕松完成深海捕撈工作。通過網絡控制機器人在水下作業，解決了深海作業高危性的難題。

接收海底監測信息，進行國際海域超遠程通信

系統啟用以來，獲得廣泛好評。2012年，智慧海洋的產品走出國門，美國國家海洋和大氣局（NOAA）在美國切薩皮克灣部署了一個由 11套浮標以及水底節點組成的環境檢測網絡，通過該網絡收集到的所有資料，將會顯示在互聯網上，實時更新；2015年，智慧海洋聯合青海師范大學制作智能浮標系統，對青海湖的環境數據進行監測，包括溫度、電導率、鹽度等指標；2017年5月，智慧海洋的產品進入國家深海基地，用于蛟龍號測試平臺和大型試驗水池的數據統計和設備檢測，未來將被部署到 1500～3000米的深海進行實地測試。

基于海洋 wifi時代的綜合信息網絡集聚通信、供電、平臺、感知、信息和環境六大模塊，可實現對海洋的立體觀測、互聯互通、數據共享，提供海洋安全、管控、開發等方面的綜合應用方案。海洋領域初探成果顯著，潛水娛樂、智能終端等將是智慧海洋未來的發展方向。