中国水下通信技术突破对经济和国防建设有举足轻重的作用

时评/三杉 图/来自网络

近日，据媒体报道：中国科学技术大学校徐正元教授领衔的联合团队，日前在国际学术期刊《数字通信与网络（英文）》上发表了一篇名为“拍赫兹通信：用于无线通信的光谱融合”的研究论文，为第六代移动通信（6G）的发展提供了新思路。

第五代移动通信（5G）已进入商业化部署阶段，各国纷纷瞄准未来6G移动通信展开相关研究工作，力图抢占技术“快车道”。

为实现全频谱和空间全覆盖的终极目标，在梳理所有可用的无线通信频段，排除具有强辐射且对人体有害的X光波段以及太赫兹频段后，拍赫兹频段成为仅剩的可用通信频谱资源。

拍赫兹通信拥有超大带宽和超高空间分辨能力，能兼容匹配多种形态的新型移动终端和空天地海的全空间应用场景，比如室内超大带宽互联、高精度定位、大规模工业机器通信、车联网、水下物联网、空间互联网等，满足人机物的互通互联。

近年来，针对特定应用场景，学术界和产业界曾尝试以多种光波作为信息载体的无线光通信技术，但这些技术仅使用拍赫兹频段内的碎片化频谱，严重制约了通信网络全局资源的优化，也不能很好地适应多种应用环境和不同类型终端，甚至无法满足用户特殊的信息安全和抗干扰要求。

上述研究首次提出了拍赫兹通信新体系框架，突破了传统肉眼视觉的光谱分段方法，有机融合红外光、可见光和紫外光多段频谱，实现拍赫兹全频段的有效开发利用。

关于水下通信技术，早在2019年我国首次实现了深海潜标大容量数据的北斗卫星实时传输。

这项自主研发的技术成果克服了深海潜标载荷容积小、供电少和数据量大等困难，改变了以往依赖国外通信卫星的历史，提高了深海数据实时传输的安全性、自主性和可靠性。

专家说，“在这次航行中，另一项重大突破是我们融合感应耦合和水声通信技术首次实现了深海6000米大水深数据的实时传输，在大洋上层实现了每100米一个温盐流数据的实时传输，在大洋中深层实现每500米一个温盐流数据的实时传输。”

此外，我国飞速发展的量子通信技术用于水下通信，这些技术如果发展完善，将会让中国海军潜艇，尤其是战略核潜艇的水下通信能力大幅提升。

未来中国海军核潜艇在深海大洋进行潜航时，行踪将变得更难被发现。

潜艇的最大优势就是能够借助厚厚的海水掩护自己，具有极其出色的隐蔽性。

但是海水在遮蔽了潜艇行踪的同时，也给潜艇的通信造成了极大困难。

由于海水导电率非常高，一般的无线电波进入海水后，很快就会被损耗掉，这是因为电磁波的波长越短、频率越高，在海水中的衰减就越厉害。

因此，在地面和海面普遍使用的微波、短波、超短波通信设备，根本无法用于对水下潜航的潜艇通信。

同样，潜艇也无法用无线电通信设备在水下与岸基指挥部、飞机和舰船进行联系。

如果潜艇上浮用无线电通信手段与岸指进行联系，很快就会被截听定位，进而遭到攻击

现在的无线电信号截获和定位技术手段，对一个突然出现的通信频率的信号定位时间已经缩到了1秒以内。所以为了安全，潜艇的通信原则长期以来都是只收不发。

这样一来，潜艇在水下潜航时实际上处于与外界隔绝的状态，而这对于现代联合作战是很不利的。

况且潜艇在水下不发报，但潜艇总要接受信息或指令。

所以，为了让潜艇能够在水下与外界进行有效沟通，人们一直在寻找能够穿透海水的通信技术。

中国专家实现了“融合感应耦合和水声通信技术”首次实现了深海6000米大水深数据的实时传输的重大突破；包括中国学者，用于无线通信的光谱融合”拍赫兹通信的研究，为第六代移动通信（6G）的发展提供了新思路，拍赫兹通信拥有超大带宽和超高空间分辨能力，加上量子通信技术，将对水下通信技术提高到一个新的高度！