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觀海局

來源：煙臺有光通信科技有限公司

水下無線光通信技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與前景分析

——基于2025中國海洋經(jīng)濟(jì)博覽會的調(diào)研報(bào)告

本文基于對2025年中國海洋經(jīng)濟(jì)博覽會的實(shí)地調(diào)研，總結(jié)水下無線光通信技術(shù)在海洋領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀。根據(jù)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)尚未形成規(guī)?；瘎傂?，主要受限于實(shí)際海洋環(huán)境中的傳輸距離、鏈路穩(wěn)定性及長期可靠性。當(dāng)前最具可行性的應(yīng)用方向是子母式無人潛航器（UUVs）協(xié)同作業(yè)。要進(jìn)一步發(fā)展，需在作用距離、環(huán)境穩(wěn)定性和長期可靠性等核心工程問題上取得突破。

一、海洋技術(shù)市場現(xiàn)狀概述

本次博覽會集中展示了當(dāng)前海洋技術(shù)產(chǎn)業(yè)的主要構(gòu)成。潛航器與水下機(jī)器人是數(shù)量最多的領(lǐng)域，產(chǎn)品涵蓋從大型作業(yè)型遙控潛水器到高度自主的水下無人潛航器。

海洋環(huán)境監(jiān)測是另一重心，各類海床基觀測站、浮標(biāo)及傳感器網(wǎng)絡(luò)是數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)。此外，海洋牧場智能化裝備、海面通信中繼、水下成像等細(xì)分市場也顯示出創(chuàng)新活力。

在水下數(shù)據(jù)傳輸方案中，當(dāng)前市場存在明確的分工：有線線纜連接因其高帶寬與高可靠性，仍是遙控潛水器與固定監(jiān)測節(jié)點(diǎn)的首選；水聲通信憑借其遠(yuǎn)距離能力，主導(dǎo)了自主水下航行器的指令與狀態(tài)回傳等低數(shù)據(jù)量通信；自主水下航行器在任務(wù)結(jié)束后，則普遍依賴射頻或衛(wèi)星通信進(jìn)行高速數(shù)據(jù)回收。

二、 水下無線光通信：技術(shù)優(yōu)勢與現(xiàn)實(shí)顧慮

水下無線光通信技術(shù)利用特定波段的激光在水中進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，其理論帶寬顯著高于水聲通信，并具備延遲低、方向性好的特點(diǎn)。然而，本次調(diào)研發(fā)現(xiàn)，盡管海洋產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)需求增長，但該技術(shù)尚未找到明確的剛性應(yīng)用場景，市場普遍持審慎態(tài)度。

具體顧慮集中在三方面：

在潛航器應(yīng)用方面：遙控潛水器依賴可靠的有線連接。對于自主水下航行器，在其航行中引入無線光通信鏈路，主要風(fēng)險(xiǎn)在于復(fù)雜水文條件易導(dǎo)致鏈路中斷，可能造成設(shè)備丟失，風(fēng)險(xiǎn)成本過高。

在固定監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)方面：長期部署的觀測設(shè)備對穩(wěn)定性、功耗和維護(hù)性要求嚴(yán)格。當(dāng)前無線光通信設(shè)備功耗較高，且其光學(xué)窗口存在生物附著與污染物沉積問題，將導(dǎo)致性能衰減并增加維護(hù)負(fù)擔(dān)。

在綜合性價(jià)比方面：在大多數(shù)中遠(yuǎn)距離、中低數(shù)據(jù)速率傳輸場景中，水聲通信或設(shè)備回收方案更具成本優(yōu)勢；在近距離高可靠場景中，有線方案仍是首選。無線光通信需在特定場景中證明其不可替代性。

三、 共識中的突破口：子母式協(xié)同作業(yè)體系

綜合調(diào)研反饋，業(yè)界相對認(rèn)可的水下無線光通信潛在突破口，在于多潛航器協(xié)同作業(yè)，特別是子母式無人潛航器編隊(duì)場景。

在此類作業(yè)模式中，大型母潛航器攜帶多個子潛航器協(xié)同工作。當(dāng)子潛航器在近距離執(zhí)行精細(xì)探測，高清圖傳產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)需實(shí)時回傳時，面臨以下通信選擇困境：有線線纜會限制機(jī)動性；水聲通信帶寬不足。水下無線光通信的高帶寬特性，使其有望在該特定需求場景中成為可行的無線傳輸解決方案。

四、 技術(shù)發(fā)展的主要障礙

要實(shí)現(xiàn)從潛在應(yīng)用到實(shí)際部署的跨越，水下無線光通信技術(shù)需著力解決以下核心工程問題：

提升有效作用距離：需在典型海洋水體中，將穩(wěn)定通信距離提升至百米級乃至更遠(yuǎn)的實(shí)用水平。

增強(qiáng)動態(tài)鏈路穩(wěn)定性：必須攻克由水體湍流、平臺相對運(yùn)動引起的信號衰減與中斷問題，發(fā)展有效的動態(tài)光束跟蹤與穩(wěn)定技術(shù)。

保障長期工作可靠性：需開發(fā)針對光學(xué)窗口污損的低功耗防護(hù)或自清潔方案，并進(jìn)一步降低系統(tǒng)整體功耗，以適應(yīng)長期無人值守的部署要求。

五、結(jié)論

本次海博會調(diào)研表明，水下無線光通信作為一項(xiàng)前沿技術(shù)，其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用仍處于早期階段，技術(shù)成熟度與當(dāng)前主流市場需求之間存在差距。其近期發(fā)展路徑應(yīng)聚焦于子母式潛航器協(xié)同等對高速無線數(shù)據(jù)傳輸有明確剛需的特定高端場景，而非尋求全面替代現(xiàn)有通信手段。

本次展會上煙臺有光通信科技有限公司展出的四款產(chǎn)品引起的關(guān)注度比較高。

第一款是水下無線光通信終端。產(chǎn)品采用450/520nm波段藍(lán)綠光波段作為通信載體，抗干擾性強(qiáng)。在深水區(qū)的照明光源和淺水區(qū)環(huán)境光線對通信能力不會產(chǎn)生影響。最大工作深度可達(dá)1000米，堅(jiān)固可靠，可在20米距離下達(dá)到1.7Gbps的通信速率。

第二款是水下數(shù)據(jù)傳輸終端。此產(chǎn)品采用藍(lán)綠光LED為通信光源，最大通信距離100m，最大通信速率100Mbps。網(wǎng)口雙向透傳，易替換現(xiàn)有通信線纜。同時相對于濕插拔光纖連接器成本低廉且維護(hù)便捷。最大工作深度可達(dá)2000米。

第三款是水下非接觸連接器。此產(chǎn)品通信速率為100Mbps，可在背景光強(qiáng)大于8000Lux，水深700米時穩(wěn)定工作。當(dāng)設(shè)備隨著水下湍流小幅度晃動，在晃動角度小于30°、晃動幅度小于100mm時依然可以正常通信。

最后是低成本高效水下光通信系統(tǒng)。此產(chǎn)品的使用成本極低。采用450/520nm波段藍(lán)綠光波段作為通信載體?？垢蓴_性強(qiáng)。深水區(qū)的照明光源和淺水區(qū)環(huán)境光線不會影響設(shè)備的通信能力。緊湊輕便，適用于小型 ROV/AUV。產(chǎn)品使用的器件與系統(tǒng)全國產(chǎn)化

報(bào)告撰寫：煙臺有光通信科技有限公司

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