熱門的水下組網(wǎng)技術(shù)，電磁波在陸地上巨大應(yīng)用，推動(dòng)了信息社會(huì)的到來(lái)，我們大部分人享受著信息帶來(lái)的巨大便捷，從泰坦尼克號(hào)的沉沒(méi)開(kāi)始，人們都在努力找尋找水下防避碰的方法，雷達(dá)的原理在水下進(jìn)行了嘗試行不通，因?yàn)橹匾膫鞑ッ浇殡姶挪〞?huì)在水下以很小的距離衰減，人們想到了海豚，對(duì)，就是海豚，在水里發(fā)出撕拉鏈的聲音，聲音可以在水里面?zhèn)鬟f得很遠(yuǎn)，聲波在海面附近的典型傳播速率為1500m/s左右，比電磁波的速率低5個(gè)數(shù)量級(jí)，與電磁波和光波相比較，聲波在海水中的衰減小得多。從此聲音在水下扮演了傳遞信息的重任。
地球表面的接近3/4是海洋，很遼闊也很美麗，孕育著無(wú)數(shù)的生命，蘊(yùn)藏著豐富的自然資源，這就是為什么很多國(guó)家有領(lǐng)海爭(zhēng)端的一個(gè)原因。
目前來(lái)看，陸地上的4G通訊技術(shù)應(yīng)用發(fā)展十分順利，而5G通訊技術(shù)也是大勢(shì)所趨（我還在用2G的卡），而水下通信發(fā)展是一個(gè)怎樣的情況呢？水下利用聲波這個(gè)媒介的通信技術(shù)目前水平相對(duì)于陸地上2G，GSM空中接口的載頻帶寬為200KHZ，理想的8路數(shù)據(jù)傳輸速率在200kbps，則最終的數(shù)據(jù)速率可達(dá)164kbps左右，當(dāng)然這是很理想的情況，而水下信道遠(yuǎn)比電磁場(chǎng)復(fù)雜，（后面再說(shuō)為什么復(fù)雜），說(shuō)到通信離不開(kāi)帶寬，水下的通信帶寬只有40KHZ左右,可能還不到這個(gè)帶寬，目前做的好的數(shù)據(jù)傳輸速度只有40kbps左右，而這只是單純的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，實(shí)驗(yàn)室水池水平，通信距離5公里上下，有的人會(huì)想不搞點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，轉(zhuǎn)而就像在陸地上建通訊基站，搞通信組網(wǎng)怎么樣？有了類似于蜂窩通信的可靠性和速度，蛟龍?zhí)?，蛟龍?zhí)栐谒虏痪涂梢愿咚俾实募磿r(shí)通信了么，想想確實(shí)很美好。確實(shí)有很多厲害的人在從事這方面的研究。
（圖片來(lái)自網(wǎng)路）這里提到水下通信的困難，水聲通信系統(tǒng)的性能受復(fù)雜的水聲信道的影響較大。水聲信道是由海洋及其邊界構(gòu)成的一個(gè)非常復(fù)雜的介質(zhì)空間，它具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)和獨(dú)特的上下表面，能對(duì)聲波產(chǎn)生許多不同的影響。以下是幾個(gè)方面：
（1）多途效應(yīng)嚴(yán)重。當(dāng)傳輸距離大于水深時(shí)，同一波束內(nèi)從不同路徑傳輸?shù)穆暡ǎ瑫?huì)由于路徑長(zhǎng)度的差異，產(chǎn)生能量的差異和時(shí)間的延遲使信號(hào)展寬，導(dǎo)致波形的碼間干擾。例如當(dāng)帶寬為4kHz時(shí)，每米的路徑差即會(huì)造成10毫秒的時(shí)延，使每個(gè)信號(hào)并發(fā)40個(gè)干擾信號(hào)。這是限制數(shù)據(jù)傳輸速度并增加誤碼率的主要因素。
（2）環(huán)境噪聲影響大。相當(dāng)于電磁場(chǎng)噪聲水平的數(shù)百倍，干擾水聲通信的噪聲包括沿岸工業(yè)、水面作業(yè)、水下動(dòng)力、水生生物產(chǎn)生的活動(dòng)噪聲，（各類魚(yú)蝦的活動(dòng)噪聲）以及海面波浪、波濤拍岸、暴風(fēng)雨、氣泡帶來(lái)的自然噪聲。這些噪聲會(huì)嚴(yán)重影響信號(hào)的信噪比。
（4）多普勒效應(yīng)、起伏效應(yīng)等。聲波速度太小多普勒效應(yīng)比電磁波嚴(yán)重得多，由發(fā)送與接收節(jié)點(diǎn)間的相對(duì)位移產(chǎn)生的多普勒效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致載波偏移及信號(hào)幅度的降低，與多途效應(yīng)并發(fā)的多普勒頻展將影響信息解碼。水媒質(zhì)內(nèi)部的隨機(jī)性不平整，會(huì)使聲信號(hào)產(chǎn)生隨機(jī)的起伏，嚴(yán)重影響系統(tǒng)性能。
（5）聲波幾乎無(wú)法跨越水與空氣的界面?zhèn)鞑?；受各類軟硬邊界影響聲波聲速受溫度、鹽度等參數(shù)影響較大；也就影響聲波的傳播路徑，隱蔽性差；聲波影響水下生物，導(dǎo)致生態(tài)破壞。
關(guān)于應(yīng)用：信息社會(huì)的巨大美好愿景是不是也可以在水下實(shí)現(xiàn)？
民用：海洋資源的勘探和開(kāi)發(fā)的速度大大提高。當(dāng)然海洋災(zāi)害預(yù)報(bào)和氣象預(yù)報(bào)同樣不在是問(wèn)題，海嘯什么的，可以有更多的應(yīng)急時(shí)間，事故搜救，比如客機(jī)失事，沉船之類的，應(yīng)急能力會(huì)高幾個(gè)數(shù)量級(jí)。
軍用，最實(shí)際的軍用，應(yīng)該是水下預(yù)警網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成空、天、水面、水下的立體網(wǎng)絡(luò)，深海移動(dòng)工作站將主要用于進(jìn)行海洋科學(xué)探索，被喻為海洋里的“天宮一號(hào)”。
深?？臻g站，外形類似一艘小型潛艇，250噸級(jí)，長(zhǎng)度在22米左右，寬度接近7米，高度在8米左右。未來(lái)的空間站，就好比把地面的房間搬到了水下，在狹小的空間盡可能把各種功能都考慮到。2012年5月23日“深海空間站”——小型深海移動(dòng)工作站模型在
北京科博會(huì)上首次亮相。
2013年11月3日，中國(guó)首個(gè)實(shí)驗(yàn)型深海移動(dòng)工作站已完成總裝，正在進(jìn)行調(diào)試，并將于近期開(kāi)展水池試驗(yàn)。工作站研制成功后，可為中國(guó)深水油氣田開(kāi)發(fā)、海洋觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與運(yùn)行維護(hù)、海洋科學(xué)研究提供深海作業(yè)裝備。它將與水面平臺(tái)（6000噸級(jí)母船，可拖帶工作站，支持其長(zhǎng)期水下作業(yè)）、穿梭式多功能載人潛水器（往返于工作站與母船之間，具備輸送、維修、通信、救生等功能）構(gòu)成“一主兩輔”的三元深海作業(yè)體系。
深海技術(shù)也可兼顧國(guó)防。不管是攻擊還是防御，都可利用海底基地?cái)U(kuò)大探測(cè)能力。深潛科技能力的發(fā)展對(duì)國(guó)防有很大好處。未來(lái)若也能在1000、2000米的深海開(kāi)發(fā)旅游項(xiàng)目，則深海空間站發(fā)展前景將更為廣闊。
中船重工702所所長(zhǎng)翁震平表示：2013年這個(gè)35噸級(jí)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要用于驗(yàn)證、演示深海工作站具有哪些功能，下一步中船重工還將建造300噸級(jí)的實(shí)驗(yàn)型深海工作站，而我們最終的目標(biāo)是研制出1500噸級(jí)和2500噸級(jí)的深海移動(dòng)工作站。據(jù)說(shuō)深海空間站這個(gè)大工程將會(huì)推動(dòng)水下組網(wǎng)建設(shè)。作者：葉凱
美國(guó)海軍水下信息網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)
近年來(lái)，盡管水下信息感知和傳輸技術(shù)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，但由于海洋環(huán)境極為復(fù)雜，水下戰(zhàn)場(chǎng)相對(duì)于水面和空中，透明度仍然不高。以水下為主要戰(zhàn)場(chǎng)的潛艇，具有隱蔽性好、機(jī)動(dòng)范圍廣、打擊威力大等顯著特點(diǎn)，仍然是世界各國(guó)包括美海軍重點(diǎn)的防御對(duì)象。為此，以美海軍為首的主要國(guó)家海軍積極推進(jìn)水下信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)水下各種預(yù)警探測(cè)節(jié)點(diǎn)之間以及節(jié)點(diǎn)與其他維度平臺(tái)之間的網(wǎng)絡(luò)化信息聯(lián)接，大力提高反潛作戰(zhàn)能力。
美國(guó)海軍水下信息網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀與特點(diǎn)
發(fā)展現(xiàn)狀
美海軍發(fā)展水下信息網(wǎng)絡(luò)可以追溯到美國(guó)20世紀(jì)50年代建設(shè)的固定式水下監(jiān)視系統(tǒng)（SOSUS）。20世紀(jì)80年代后期，美國(guó)開(kāi)始研制和部署采用光纖傳輸和局域網(wǎng)技術(shù)的分布式固定監(jiān)視系統(tǒng)，主要包括固定式分布系統(tǒng)（FDS）和先進(jìn)可部署系統(tǒng)（ADS），同時(shí)，為彌補(bǔ)固定式陣列的不足，美海軍先后發(fā)展了艦載拖曳陣監(jiān)視系統(tǒng)（SURTASS）和多功能拖曳陣列（MFTA），裝備在水面艦船上，彌補(bǔ)固定式探測(cè)陣列無(wú)法移動(dòng)的缺陷。上述固定式和拖曳式裝備共同構(gòu)成了綜合水下監(jiān)視系統(tǒng)（IUSS）。
20世紀(jì)90年代開(kāi)始，由于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，美海軍又將水下信息感知的重點(diǎn)聚焦到網(wǎng)絡(luò)化反潛預(yù)警方面，“廣域海網(wǎng)”（Seaweb）、“近海水下持續(xù)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)”（PLUSNet）、可部署自動(dòng)分布式系統(tǒng)（DADS）就是其中的代表。
“廣域海網(wǎng)”是美海軍基于“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”思想建設(shè)的“部隊(duì)網(wǎng)”的水下部分。目的是通過(guò)可靠的傳輸鏈路，將傳感器網(wǎng)絡(luò)、信息網(wǎng)絡(luò)與作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合成，使每一個(gè)傳感器、每一艘艦艇、每一架飛機(jī)都能成為體系中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)；通過(guò)可靠的通信鏈路，各個(gè)固定或移動(dòng)節(jié)點(diǎn)均可自由地接入網(wǎng)絡(luò)，快速準(zhǔn)確地發(fā)送、接收信息，實(shí)現(xiàn)各平臺(tái)、節(jié)點(diǎn)之間的通信，并能在出現(xiàn)故障的情況下自我修復(fù)，從而構(gòu)成跨系統(tǒng)、跨任務(wù)、跨平臺(tái)、跨國(guó)的綜合性分布自主式水下作戰(zhàn)信息網(wǎng)絡(luò)體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)水下作戰(zhàn)信息的廣泛獲取、自由聯(lián)通、高度集成融合、交互共享和應(yīng)用，為淺海復(fù)雜環(huán)境下對(duì)安靜型潛艇實(shí)施作戰(zhàn)提供有力的信息支持，以?shī)Z取近海水下作戰(zhàn)空間優(yōu)勢(shì)。
近海水下持續(xù)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)是一種半自主控制的海底固定+水中機(jī)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)化設(shè)施，由攜帶半自主傳感器的多個(gè)潛航器組成。這些潛航器能夠互相通信，并在沒(méi)有人為指令的情況下做出基本決策，從而履行多種功能，包括對(duì)溫度、水流、鹽度、化學(xué)成分及其他海洋元素進(jìn)行取樣，密切監(jiān)視并預(yù)測(cè)海洋環(huán)境。其目的是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同工作，對(duì)安靜型常規(guī)潛艇進(jìn)行探測(cè)、分類、定位和跟蹤，可在大約10000平方千米的區(qū)域內(nèi)為反潛戰(zhàn)提供監(jiān)視能力。
可部署自動(dòng)分布式系統(tǒng)是美海軍研究局聯(lián)合空間和海戰(zhàn)系統(tǒng)司令部正在研發(fā)的未來(lái)海軍近海防雷反潛作戰(zhàn)研究項(xiàng)目。該系統(tǒng)是由布設(shè)在海底、可長(zhǎng)期自主工作的水聲傳感器組成的水下監(jiān)視系統(tǒng)，可以對(duì)重要的海域進(jìn)行較長(zhǎng)期的水聲目標(biāo)監(jiān)視和水聲信息采集。美海軍在2001年6月進(jìn)行了DADS應(yīng)用的艦隊(duì)作戰(zhàn)試驗(yàn)，它由14個(gè)固定節(jié)點(diǎn)組成，包括2個(gè)DADS傳感器節(jié)點(diǎn)、2個(gè)浮標(biāo)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和10個(gè)遙控聲納中繼節(jié)點(diǎn)，裝備Sublink設(shè)備的潛艇作為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)參加試驗(yàn)，“廣域海網(wǎng)”服務(wù)器分別部署在潛艇和岸基反潛作戰(zhàn)指控中心。2007年已經(jīng)成功進(jìn)行了40個(gè)節(jié)點(diǎn)的樣機(jī)演示，當(dāng)時(shí)計(jì)劃于2010年形成作戰(zhàn)能力。據(jù)美海軍預(yù)算顯示，DADS系統(tǒng)2010年已完成樣機(jī)演示，但仍有研究撥款。目前尚未發(fā)現(xiàn)有采購(gòu)撥款。
發(fā)展特點(diǎn)
通過(guò)對(duì)美海軍水下信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀的分析，可以分析出美海軍水下信息網(wǎng)絡(luò)如下發(fā)展特點(diǎn)。
固定部署與移動(dòng)部署相結(jié)合
水下信息網(wǎng)絡(luò)源于美國(guó)20世紀(jì)50年代發(fā)展的SOSUS水聽(tīng)器陣列。SOSUS是一種固定式水下監(jiān)視系統(tǒng)，由設(shè)置在港灣、海峽和主要海上通道附近的探測(cè)設(shè)備和岸基信號(hào)處理系統(tǒng)組成。與艦艇及機(jī)載探潛系統(tǒng)相比，固定式水下監(jiān)視系統(tǒng)具有很多優(yōu)點(diǎn)，包括不受運(yùn)載工具容積和載重量的限制，可使用大尺寸的基陣，可增大作用距離；探測(cè)系統(tǒng)可根據(jù)不同海區(qū)的水聲傳播條件設(shè)置于有利的水層，并可避免各種運(yùn)載工具的噪聲干擾；隱蔽性好，不易被敵方破壞。
但是，這種傳統(tǒng)的水下信息獲取主要依靠單個(gè)傳感器，該方式的探測(cè)效率較低，很難滿足對(duì)大范圍、長(zhǎng)時(shí)間水下信息獲取的需求。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將多個(gè)不同位置布放的傳感器進(jìn)行互聯(lián)，各節(jié)點(diǎn)間通過(guò)可靠的通信手段實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換、分發(fā)和匯聚，采用集中或分布式數(shù)據(jù)處理實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)目標(biāo)的探測(cè)、定位、跟蹤和分類識(shí)別等功能，可以形成分布式網(wǎng)絡(luò)化水下預(yù)警探測(cè)系統(tǒng)。因此，20世紀(jì)80年代后期，國(guó)外開(kāi)始研制和部署采用光纖傳輸和局域網(wǎng)技術(shù)的分布式固定監(jiān)視系統(tǒng)，典型代表是美國(guó)的FDS（固定式分布系統(tǒng)）、FDS-C（民用現(xiàn)成技術(shù)固定式分布系統(tǒng)）等。分布式水下監(jiān)視系統(tǒng)具有機(jī)動(dòng)靈活、效費(fèi)比高等優(yōu)點(diǎn)，擴(kuò)大了水下預(yù)警的探測(cè)范圍和持續(xù)時(shí)間，可有效增強(qiáng)水下戰(zhàn)場(chǎng)的信息感知能力。
20世紀(jì)90年代以來(lái)，國(guó)外開(kāi)始重點(diǎn)研究可部署的水下監(jiān)視系統(tǒng)。美國(guó)近年來(lái)發(fā)展的先進(jìn)可部署系統(tǒng)、可部署自動(dòng)分布式系統(tǒng)、近海水下持續(xù)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)等都是可部署的水下監(jiān)視系統(tǒng)。這些系統(tǒng)能夠通過(guò)水下、水面和空中平臺(tái)進(jìn)行部署，水下綜合采用固定式和移動(dòng)式傳感器節(jié)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)動(dòng)部署和協(xié)同工作。這在一定程度上克服了固定式水下監(jiān)視系統(tǒng)的缺陷，具有了更大的靈活性。但是，由于固定式水下監(jiān)視系統(tǒng)以其可長(zhǎng)期持續(xù)監(jiān)視的能力，仍在水下預(yù)警監(jiān)視中發(fā)揮著重要作用，也是目前各國(guó)海軍發(fā)展的重點(diǎn)之一。
淺海探測(cè)與深海探測(cè)相結(jié)合
隨著美海軍戰(zhàn)略重點(diǎn)逐漸由深海向淺海轉(zhuǎn)移，美海軍高度重視淺海水域的水下監(jiān)視，先后研發(fā)了先進(jìn)可部署系統(tǒng)、近海水下持續(xù)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)、固定分布式系統(tǒng)等一系列適用于淺海區(qū)域的水下信息網(wǎng)絡(luò)。先進(jìn)可部署系統(tǒng)可對(duì)淺水近岸環(huán)境中的安靜型潛艇進(jìn)行探測(cè)，近海水下持續(xù)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)更是專門用于在西太平洋地區(qū)的近海環(huán)境中對(duì)安靜型常規(guī)潛艇進(jìn)行探測(cè)、分類、定位和跟蹤。固定分布式系統(tǒng)雖然不是專門針對(duì)淺海探測(cè)研制，但也可以部署在淺水區(qū)，用于發(fā)現(xiàn)潛艇（靜音柴電潛艇、潛航器）。由此可見(jiàn)，淺海水下信息網(wǎng)絡(luò)是美海軍水下信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重點(diǎn)。
雖然美海軍高度重視對(duì)淺海水下信息網(wǎng)絡(luò)的研究，但并沒(méi)有忽視深海反潛網(wǎng)絡(luò)的研究。目前，美國(guó)已經(jīng)啟動(dòng)了多項(xiàng)深海反潛網(wǎng)絡(luò)研究，包括可靠聲學(xué)路徑垂直陣、深海主動(dòng)探測(cè)系統(tǒng)和深海作戰(zhàn)系統(tǒng)。這些系統(tǒng)中借鑒了大型垂直陣、浮標(biāo)聲納中的體系接收陣、淺海反潛中使用的大功率聲源、淺海網(wǎng)絡(luò)中的聲學(xué)-射頻（ACOMMS/RF）中繼浮標(biāo)、可發(fā)電大型浮標(biāo)、聲納深海探測(cè)技術(shù)等很多現(xiàn)成技術(shù)，有望使深海網(wǎng)絡(luò)在近期實(shí)現(xiàn)部署。從技術(shù)角度看，美海軍探索深海反潛網(wǎng)絡(luò)的主要方式是集成現(xiàn)有技術(shù)，注重對(duì)深海信道的利用。因此，美海軍水下信息網(wǎng)絡(luò)將在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，進(jìn)行淺海探測(cè)和深海探測(cè)綜合發(fā)展。
水下監(jiān)視與水面處理相結(jié)合
早期的水下監(jiān)視系統(tǒng)都是通過(guò)水下探測(cè)設(shè)備進(jìn)行探測(cè)，探測(cè)到的信息由岸上進(jìn)行處理。例如，美國(guó)最早的SOSUS水下監(jiān)視系統(tǒng)是通過(guò)借助鋪設(shè)在洋底的水聽(tīng)器電纜網(wǎng)，以發(fā)現(xiàn)和確定潛在敵人的導(dǎo)彈核潛艇的位置和運(yùn)動(dòng)諸元，該系統(tǒng)搜集的原始數(shù)據(jù)通過(guò)電纜傳回岸基站進(jìn)行分析。固定分布式系統(tǒng)水下部分主要是與光纜相連的水聽(tīng)器陣列，部署在各種復(fù)雜海區(qū)深海海底（如海峽）或具有戰(zhàn)略意義的淺海地區(qū)，獲得的信息通過(guò)電纜傳回到岸上的操作人員。
隨著水聲探測(cè)技術(shù)的發(fā)展，美海軍開(kāi)始借助浮標(biāo)等水聲設(shè)備實(shí)現(xiàn)水聲信息處理或水下探測(cè)。例如，美國(guó)先進(jìn)可部署系統(tǒng)通過(guò)在海底敷設(shè)傳感器陣地，傳感器將搜集到的信號(hào)數(shù)據(jù)傳遞給浮標(biāo)，浮標(biāo)內(nèi)處理器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮和初步處理，再傳遞回水面平臺(tái)。再如，浮標(biāo)也是美海軍深海主動(dòng)探測(cè)系統(tǒng)的重要組成部分。浮標(biāo)利用海上的自然搖擺運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電力，可為海洋觀測(cè)站、海岸警備浮標(biāo)、聲納/雷達(dá)系統(tǒng)和聲學(xué)監(jiān)視系統(tǒng)提供電力。這種技術(shù)可滿足海上傳感器平臺(tái)的電力供應(yīng)需求。在連續(xù)電力保障下，衛(wèi)星通信系統(tǒng)可將傳感器探測(cè)到的可疑活動(dòng)直接發(fā)送給工作人員。
美海軍水下信息網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)
綜合以上分析，可以看出美海軍水下信息網(wǎng)絡(luò)主要有以下發(fā)展趨勢(shì)。
淺海水下信息網(wǎng)絡(luò)成為水下信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的熱點(diǎn)
海灣戰(zhàn)爭(zhēng)以來(lái)，在“由海向陸”和“21世紀(jì)海上力量”等美國(guó)國(guó)防部頂層規(guī)劃的指引下，美海軍的戰(zhàn)略重點(diǎn)逐漸由深海向淺海轉(zhuǎn)移。在美軍“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”概念的影響下，美海軍提出了“水下信息網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”的概念，特別重視淺海地區(qū)水下監(jiān)視系統(tǒng)和水下信息網(wǎng)的發(fā)展，以此增加水下探測(cè)距離和分辨率、提高水下戰(zhàn)場(chǎng)信息控制能力，擴(kuò)大水聲預(yù)警探測(cè)范圍。從技術(shù)上講，淺海環(huán)境比較復(fù)雜，環(huán)境噪聲使信噪比很低，對(duì)水下通信技術(shù)的挑戰(zhàn)更高，而發(fā)展淺海水下信息網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵在于通信，美海軍非常重視淺海水下信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。
為了更好地實(shí)施淺海作戰(zhàn)，有效應(yīng)對(duì)安靜型潛艇，美國(guó)先后研發(fā)了先進(jìn)可部署系統(tǒng)、近海水下持續(xù)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)等一系列專門針對(duì)淺海的水下信息網(wǎng)絡(luò)。先進(jìn)可部署系統(tǒng)研制的主要目的是探測(cè)、定位在淺水近岸環(huán)境中的安靜型潛艇。
提高水下信息網(wǎng)絡(luò)的快速可部署能力和靈活性是發(fā)展的重點(diǎn)
由于海洋區(qū)域的廣袤性和水下信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的昂貴性，任何國(guó)家都難以承受在廣大海域大量部署固定式水下信息網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)要求。加之水下環(huán)境的復(fù)雜性，因此，提高水下信息網(wǎng)絡(luò)的快速可部署能力和靈活性成為關(guān)注的重點(diǎn)?？煽焖俨渴鹗剿滦畔⒕W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能有針對(duì)性地在預(yù)定戰(zhàn)場(chǎng)提前部署，而且部分可回收再利用，經(jīng)濟(jì)效益明顯。近年來(lái)美國(guó)發(fā)展的先進(jìn)可部署系統(tǒng)、可部署自動(dòng)分布式系統(tǒng)、近海水下持續(xù)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)等都非常注重網(wǎng)絡(luò)的快速部署能力和靈活性，在設(shè)計(jì)中考慮了多種平臺(tái)的部署方式。
先進(jìn)可部署系統(tǒng)是美海軍正在研制中的一種可快速部署的高機(jī)動(dòng)性水下監(jiān)視系統(tǒng)，可隨海上作戰(zhàn)編隊(duì)一道行動(dòng)，由水面艦艇和反潛直升機(jī)投放，可在戰(zhàn)爭(zhēng)沖突發(fā)生前期或期間快速部署在預(yù)定作戰(zhàn)海域，提供大面積海域的水下聲學(xué)信息供作戰(zhàn)指揮官參考。按照美海軍計(jì)劃，ADS是艦艇反潛戰(zhàn)任務(wù)模塊中最主要的傳感器組之一，將裝備在近海戰(zhàn)斗艦、潛艇以及反潛飛機(jī)上?？刹渴鹱詣?dòng)分布式系統(tǒng)由布設(shè)在海底的可長(zhǎng)期自主工作的水聲傳感器組成，可快速部署，能夠?qū)χ匾暮Ｓ蜻M(jìn)行較長(zhǎng)期的水聲目標(biāo)監(jiān)視和水聲信息采集。近海水下持續(xù)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)通過(guò)采用水下固定式和移動(dòng)式節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)部署和協(xié)同工作。
移動(dòng)式平臺(tái)將在水下信息網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用
水下傳感器節(jié)點(diǎn)成本很高，而海洋中水下區(qū)域往往又很大，這意味著應(yīng)用稀疏網(wǎng)絡(luò)的部署，使得可移動(dòng)的UUV在水下無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中普遍使用。目前，UUV已經(jīng)用于執(zhí)行掃雷、偵察、情報(bào)搜集及海洋探測(cè)等任務(wù)。由于水下環(huán)境很復(fù)雜，水下信息網(wǎng)絡(luò)必須要能夠適應(yīng)這種復(fù)雜的環(huán)境才能發(fā)揮效能。例如，聲影區(qū)和氣泡云等都能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)通信中的信息遺失，有時(shí)只需移動(dòng)一點(diǎn)位置就會(huì)極大改善通信條件，所以移動(dòng)節(jié)點(diǎn)將是解決這一問(wèn)題的有效方法。UUV應(yīng)用于水下信息網(wǎng)絡(luò)中，不僅可以增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)能力，還可擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，提高網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)可承受性。這種具有自適應(yīng)能力的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)已成為歐美主要國(guó)家海軍的研究熱點(diǎn)，以期提高水下協(xié)同作戰(zhàn)能力和信息感知能力。
近海水下持續(xù)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)本身是一種半自主控制的海底固定+水中機(jī)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)化設(shè)施，采用了攜帶半自主傳感器的多個(gè)潛航器。這些潛航器主要包括“海馬”、“金槍魚(yú)-21”、“海上滑行者”等多種類型的UUV，能夠在水下機(jī)動(dòng)，并可以相互通信，極大提高了水下信息網(wǎng)絡(luò)的適應(yīng)能力、覆蓋范圍和快速響應(yīng)能力?？刹渴鹱詣?dòng)分布式系統(tǒng)在2001年6月進(jìn)行的艦隊(duì)作戰(zhàn)（FBE-I）試驗(yàn)中，也采用裝備Sublink設(shè)備的潛艇作為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，體現(xiàn)了移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在水下信息網(wǎng)絡(luò)中所具有的優(yōu)勢(shì)。
核心技術(shù)的突破始終是水下信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的關(guān)鍵
聲波是唯一一種能在水介質(zhì)中進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸?shù)哪芰啃问?。水下聲學(xué)網(wǎng)絡(luò)，就是以水下聲波作為信息載體而組成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，類比于空中的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，只不過(guò)空中的信息載體是無(wú)線電波，水中的信息載體就是聲波。就水下信息網(wǎng)絡(luò)本身而言，水下聲學(xué)網(wǎng)絡(luò)要解決兩個(gè)技術(shù)問(wèn)題：一是水下聲通信，二是在聲通信基礎(chǔ)上的組網(wǎng)。水聲通信解決的是點(diǎn)到點(diǎn)的兩個(gè)用戶（或信息源）之間的通信，組網(wǎng)解決的是多個(gè)用戶（或信息源）共享水介質(zhì)信道時(shí)的信息交互問(wèn)題。為此，美海軍認(rèn)為，水下信息網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù)的重點(diǎn)投資領(lǐng)域包括數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、信息分發(fā)管理技術(shù)、分布式處理基礎(chǔ)設(shè)施、合作處理/決策支持技術(shù)、人機(jī)界面、有關(guān)建模與仿真及信息管理、信息再現(xiàn)技術(shù)等。
除了水下通信、網(wǎng)關(guān)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架等核心技術(shù)之外，水下信息網(wǎng)絡(luò)的布放與回收技術(shù)也是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。但是，關(guān)于水下信息網(wǎng)絡(luò)的部署資料很少見(jiàn)。美國(guó)電船公司開(kāi)發(fā)的一種巡航導(dǎo)彈核潛艇（SSGN）通用發(fā)射和回收模塊（ULRM）具有一定的代表性。該系統(tǒng)能夠在SSGN潛水狀態(tài)對(duì)水下信息網(wǎng)絡(luò)中各種負(fù)載進(jìn)行裝填、發(fā)射和回收。電船公司希望在同一負(fù)載筒中裝載PLUSNet系統(tǒng)組件及其發(fā)射和回收裝置。這樣對(duì)潛艇的影響最小，同時(shí)需要簡(jiǎn)化發(fā)射和回收裝置，所采用方法能夠通過(guò)利用多個(gè)SSGN導(dǎo)彈筒升級(jí)實(shí)現(xiàn)。電船公司通過(guò)一系列商業(yè)研究后制作的ULRM封裝在筒型結(jié)構(gòu)的負(fù)載筒中，可以安裝在導(dǎo)彈發(fā)射筒里，可以為PLUSNet系統(tǒng)組件提供最大的可用空間，同時(shí)可部署PLUSNet系統(tǒng)的所有舷外組件。通用發(fā)射和回收裝置的優(yōu)點(diǎn)包括；使負(fù)載的尺寸和種類達(dá)到最大；使發(fā)射和回收操作期間對(duì)潛艇的操作限制減到最小；使發(fā)射和回收裝置復(fù)雜程度降到最低；使發(fā)射和回收的負(fù)載接口重量和復(fù)雜程度降到最低；使負(fù)載與潛艇的沖突降到最低等。
