什么都能谈，就是水声通信不能谈！

对讲机通信

或许我们对上面的这种通信场景已经司空见惯；对下面的这种通信场景，也不再感到陌生。

卫星通信示意图

但是对于大洋中的潜艇、载人潜水器等是如何通信的，我们可能反而知之甚少。陆海空通信中，对于以海洋为典型代表的水下通信，是人类至今仍在努力探索的通信领域，其难度甚至超过了"上九天揽月"。

载人潜水器

近日，环球专网通信发布的《水下通信有望告别"对讲机"时代》一文，引起很多通信技术控的热烈讨论和关注，纷纷向小编打听更多的消息。为此我们特做相关跟踪报道，以飨读者。

众所周知，人类赖以生息繁衍的地球，其实是颗蓝色星球，海洋约占地球表面积的71%，陆地仅为29%。

海洋陆地比例图

由于海洋蕴藏了丰富的资源，包含了无数的科研价值，对于科技、经济、军事、环境和政治等的发展起着越来越重要的作用，因此它是人类探索和研究的最前沿的领域之一。当前世界大国、强国都纷纷推行自己的海洋发展战略，加快对海洋的探索和开发。

而人类高效地研究、利用和保护海洋则离不开水下通信技术和装备，尤其是水下无线通信技术。一般而言，水下无线通信主要可以分成三大类：水下电磁波通信、水下量子通信和水声通信。

（一）水下电磁波通信

电磁波作为最常用的信息载体和探知手段，广泛应用于陆上通信、电视、雷达、导航等领域。但由于海水本身的特性以及海水运动的影响，导致电磁波在海水中衰减极其严重，且频率越高衰减越大。水下实验表明：MOTE节点发射的无线电波在水下仅能传播50～120cm。低频长波无线电波水下实验可以达到6～8m的通信距离。30～300Hz的超低频电磁波对海水穿透能力可达100多米，但需要很长的接收天线，这在体积较小的水下节点上无法实现。因此，无线电波只能实现短距离的高速通信，不能满足远距离水下组网的要求，陆地通信倚靠的"利器"到了水中特别是深海中却没了用武之地。

（二）水下量子通信

水下量子通信主要包括水下激光通信和水下中微子通信。由于激光只能进行视距通信，两个通信点间随机的遮挡都会影响通信性能，容易受到散射、背景辐射的干扰；而且在浅水近距离通信时，高精度瞄准与实时跟踪比较困难，导致激光通信目前主要应用于卫星对潜通信，水下收发系统的研究滞后。中微子通信的发展前景极其广阔，但由于技术比较复杂，目前主要停留在实验室阶段。

量子通信

（三）水声通信

水声通信是一项在水下收发信息的技术。它的工作原理是首先将文字、语音、图像等信息经过编码、调制处理后，由功率放大器推动声学换能器将电信号转换为声信号。声信号通过水这一介质，将信息传递到远方的接收换能器，这时声信号又转换为电信号，经过放大、滤波和数字化后，数字信号处理器对信号进行自适应均衡、纠错等处理，还原成声音、文字及图片。

声波通信是水下远程无线信息传输的唯一有效和成熟的手段。声波是水中信息的主要载体，广泛应用于水下通信、传感、探测、导航、定位等领域。声波属于机械波（纵波），在水下传输的信号衰减小（其衰减率为电磁波的千分之一），传输距离远，使用范围可从几百米延伸至几十公里，适用于温度稳定的深水通信。

水声通信系统示意图

据了解，由于水声通信是唯一可在水下进行远程信息传输的通信形式，其自身的技术特点和独特优势，使其成为海洋资源开发和海洋环境立体监测系统中的重要技术之一，在海洋技术与海洋工程、灾害预防和环境保护、航海等领域具有重要的应用价值。有了水声通信技术，浩瀚无垠、深不可测的海洋立即就变得"透明"起来，大洋的各种观测数据可以实时地呈现在我们的面前，帮助我们认识和研究海洋。

但由于水下复杂环境和水声信道的限制，水下声波通信在质量、效率等方面远落后于当前飞速发展的无线电通信，难以满足人们探索海洋和拓展水下空间的需求，所以对于水声通信技术的探索和利用是当今海洋高技术领域最前沿的技术之一。同时，由于水声通信技术的敏感性以及巨大应用价值，国外长期将之列为禁止出口中国的高技术产品，目前仍严格控制。上世纪90年代初，我国863计划访问团在法国考察，有一次当中国专家谈起水声通信技术时，法国人却声称"什么都能谈，就是水声通信不能谈。"

法国人的这句话，让朱维庆等人一直难以忘怀，从那时起，把中国的水声通信技术搞上去便成了朱维庆等水声研究人员的一大心愿。而朱维庆后来就是中国首台载人深潜器——"蛟龙"号专项总体组成员、中科院声学所的研究员。其弟子朱敏为"蛟龙"号副总设计师、声学团队负责人。中科院声学所经过攻关，研发了用于"蛟龙"号深潜器的高速数字