“美军水下通信技术快速发展现状及展望”

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一、水下通信的第一种方法

水声通信以声波为传输载体，经过几十年的快速发展，其性能已经稳定。 目前，美军水声通信设备中的声传输速度约为1500 m/s，传输距离可达数公里，但传输速度仅达到千比特/s (kb/s )左右，水温、水压、盐分、多普勒效应、水中噪声等多种因素 所以只能发送声音信号，完全不能适应很多复杂的战场情况，容易被敌人的声纳侦察机探测到。 现在，

水下光通信以可见光为载波，基于水声通信提高了传输速度。 美军目前将短程光通信终端搭载在一点无人作战单元上，每秒可达到兆位( mb/s )的几个阶段，传输距离可达到100米左右，适用于水下编队的点对点传输和组网。 其缺点是，由于容易受到光散射和背景光污染的影响，光源容易被敌人的侦察手段探测到，所以通信的隐蔽性较差，但信号很难被解读。

水下微波通信是以电磁波为载体，最初是以水下为单位上浮到水面后，与警报器和卫星进行通信而设计的。 在水中采用时，其性能和参数与光通信类似，受传输介质和多径效应的影响。 其传输距离约为10米，传输速率可达到兆位/秒量级，通信隐蔽性优于光通信。 一般用于水上通信，与水面继电器通信。

磁感应通信是近年来研究的新通信方法，利用磁场作为载波，通过改变磁场强度来传输新闻，兼顾了光通信和电磁波通信的优点。 其传输距离可达100米，速度可达兆位/秒量级，隐蔽性强。 现有检测设备的准确性难以发现，受到美国国家自然科学基金的高度重视。

二、主要进展

受诸多杂水文环境的影响，水下军事通信系统主要面临三大问题:水下通信速度、水下通信隐蔽性和水下与水面的互联。 围绕这三个问题，美军进行了一系列卓有成效的研究。

水下通信速度，美国海军现役装备不能超过水声通信、光通信、微波通信的传输速度，不能传输战场高清晰度影像等大容量数据。 目前为了提高水下通信速度，美国正在进行的研究重点是使用衰减更低、信道编码更先进的蓝绿色光通信、正交载波复用、分布式数据传输和协调。 美国密歇根大学、斯坦福大学等高校的研究人员在实验室环境下，水下光通信速度已经达到约，采用协同降噪技术的水声通信速度达到约，微波通信速度可以达到，与有源仪器相比是一大进步。 新的协议栈和链路设计大大提高了多单元网络和协作能力

在水下通信的隐蔽中，水声通信和光通信的固有保密性较差，简单的声纳和成像侦察完全可以检测目标，通信的保密性能取决于通信加密本身。 微波通信信号衰减大，只能在小范围内采用，保密性强。 但是，水下通信的采用也受到限制，多在浮出水面时被采用。 磁感应通信具有固有的安全特性，保证传输速度，检测极其困难是未来研究的重点

关于水下与水面的相互连接问题，目前美军现役的“俄亥俄”级潜艇采用水面微波通信和与水面浮标的中继通信。 近年来，美国等国在使用水面接力通信方法方面高速发展，实现了水下作战部队与水面舰艇、飞机、卫星等的接力通信。 通过拖曳式水面浮标或配置式水面浮标。 进水速度可以达到，拖曳式光纤通信浮标的水下传输速度可以达到，布设浮标的水下光传输速度可以达到，都可以支持编队组网的合作。

三、未来展望

目前，随着无人化和智能化装备的高速发展，水下通信技术成为影响水下作战部队新闻化作战的瓶颈，不能支持许多杂战场态势新闻的实时传输诉求，面临着巨大的挑战。

首先，在传输速率上，水声通信、微波通信、光通信等传统通信方法难以突破，无法适应未来的视频传输、许多杂战场的新闻传输等新闻化作战。

其次，在传输隐蔽性方面，水声通信和光通信有着容易暴露和无法弥补自身目标的固有缺点。 磁感应通信系统的出现能够处理上述缺点。 保证传输速度和安全性，适应各种复杂的水文环境有可能成为未来水下通信系统的首选方案。

最后，关于水下与水上的相互连接，浮标进行水下与水上的通信中继已成为各国海军的共识。 目前，各国正在研究浮标的不间断供电、小型化、伪装，以增强水下目标的生存能力。

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