手臺通訊
其實我們對前面的這些通訊場景早已司空見慣；對下邊的這些通訊場景，也不再倍感陌生。
衛星通訊示意圖
并且對于大洋中的軍艦、載人潛水器等是怎樣通訊的，我們可能反倒知之頗多。陸海空通訊中，對于以海洋為典型代表的水下通訊，是人類至今仍在努力探求的通訊領域，其難度甚至超過了“上九天攬月”。
載人潛水器
日前，環球專網通訊發布的《水下通訊有望揮別“對講機”時代》一文，引發好多通訊技術控的熱烈討論和關注量子通訊 優點，紛紛向小編尋問更多的消息。因此我們特做相關跟蹤報導，以饗讀者。
眾所周知，人類賴以生息繁衍的月球，雖然是顆紅色星球，海洋約占地球表面積的71%，陸地僅為29%。
海洋陸地比列圖
因為海洋隱含了豐富的資源，包含了無數的科研價值，對于科技、經濟、軍事、環境和政治等的發展起著越來越重要的作用量子通訊 優點，因而它是人類探求和研究的最前沿的領域之一。當前世界大國、強國都紛紛實行自己的海洋發展戰略，推動對海洋的探求和開發。
而人類高效地研究、利用和保護海洋則離不沸水下通訊技術和武器，尤其是水下無線通訊技術。通常而言，水下無線通訊主要可以分成三大類：水下電磁波通訊、水下量子通訊和水聲通訊。
（一）水下電磁波通訊
電磁波作為最常用的信息載體和窺探手段，廣泛應用于陸上通訊、電視、雷達、導航等領域。但因為海水本身的特點以及海水運動的影響，造成電磁波在海水中衰減十分嚴重，且頻度越高衰減越大。水下實驗表明：MOTE節點發射的無線電波在水下僅能傳播50～120cm。低頻短波無線電波水下實驗可以達到6～8m的通訊距離。30～300Hz的超低頻電磁波對海水穿透能力可達100多米，但須要很長的接收天線，這在容積較小的水下節點上難以實現。為此，無線電波只能實現短距離的高速通訊，不能滿足遠距離水下組網的要求，陸地通訊仰賴的“利器“到了水底非常是深海中卻沒了用武之地。
（二）水下量子通訊
水下量子通訊主要包括水下激光通訊和水下中微子通訊。因為激光只能進行視距通訊，兩個通訊點間隨機的遮擋還會影響通訊性能，容易遭到散射、背景幅射的干擾；并且在淺水近距離通訊時，高精度瞄準與實時跟蹤比較困難，造成激光通訊目前主要應用于衛星對潛通訊，水下收發系統的研究滯后。中微子通訊的發展前景十分寬廣，但因為技術比較復雜，目前主要逗留在實驗室階段。
量子通訊
（三）水聲通訊
水聲通訊是一項在水下收發信息的技術。它的工作原理是首先將文字、語音、圖像等信息經過編碼、調制處理后，由功率放大器推進聲學換能器將聯通號轉換為聲訊號。聲訊號通過水這一介質，將信息傳遞到遠方的接收換能器，這時聲訊號又轉換為聯通號，經過放大、濾波和數字化后，數字訊號處理器對訊號進行自適應均衡、糾錯等處理，還原成聲音、文字及圖片。
聲波通訊是水下遠程無線信息傳輸的惟一有效和成熟的手段。聲波是水底信息的主要載體，廣泛應用于水下通訊、傳感、探測、導航、定位等領域。聲波屬于機械波（縱波），在水下傳輸的訊號衰減小（其衰減率為電磁波的千分之一），傳輸距離遠，使用范圍可從幾百米延展至幾十公里，適用于室溫穩定的深水通訊。
水聲通訊系統示意圖
據了解，因為水聲通訊是惟一可在水下進行遠程信息傳輸的通訊方式，其自身的技術特征和獨到優勢，使其成為海洋資源開發和海洋環境立體檢測系統中的重要技術之一，在海洋技術與海洋工程、災害防治和環境保護、航海等領域具有重要的應用價值。有了水聲通訊技術，廣袤浩渺、深不可測的海洋立刻就顯得“透明”起來，大洋的各類觀測數據可以實時地呈現在我們的面前，幫助我們認識和研究海洋。
但因為水下復雜環境和水聲信道的限制，水下聲波通訊在質量、效率等方面遠落后于當前急速發展的無線電通訊，無法滿足人們探求海洋和拓展水下空間的需求，所以對于水聲通訊技術的探求和借助是現今海洋高技術領域最前沿的技術之一。同時，因為水聲通訊技術的敏感性以及巨大應用價值，美國常年將之列為嚴禁出口中國的高技術產品，目前仍嚴格控制。上世紀90年代初，我國863計劃訪問團在德國考察，有一次當中國專家談起水聲通訊技術時，美國人卻宣稱“什么都能談，就是水聲通訊不能談。”
日本人的這句話，讓朱維慶等人仍然無法忘懷，從那時起，把中國的水聲通訊技術搞起來便成了朱維慶等水聲研究人員的一大愿望。而朱維慶后來就是中國首臺載人深潛器——“蛟龍”號專項總體組成員、中科院聲學所的研究員。其弟子朱敏為“蛟龍”號總工設計師、聲學團隊負責人。中科院聲學所經過攻關，研制了用于“蛟龍”號深潛器的高速數字水聲通訊系統。這套系統的作用距離幾乎覆蓋了所有海洋深度，水聲相干和非相干通訊可以在正負50度廣闊的范圍內工作，而載波和語音通訊的工作范圍更廣。載人潛水器母船可以準實時的觀測到潛水器的工作狀態，7秒或則14秒傳輸一幅光圖或聲圖。
“蛟龍”號深潛器
在“蛟龍”號的第四次深潛試驗中，首次突破7000米大關，坐落大洋深處的試飛員通過水聲通訊系統向當時正在天空遨游的神舟九號航天員發出了最真誠的問候：葉聰、楊波、劉開周二名潛航員問候景海鵬、劉旺、劉洋三位航天員與天宮一號對接順利！問候我國載人航天、載人深潛事業取得輝煌成就！這些通訊的實現，想必只有通訊人才能明白其間所經歷的痛楚，也只有通訊人才能享受到這些來之不易的喜悅！
為密切配合我國海洋戰略，提升海洋信息科學技術前沿基礎研究能力，我國的科研人員并沒有停息科研步伐。她們明白，高速數字水聲通訊系統在“蛟龍”號上的技術應用范圍還相對較窄，須要舉辦更為前沿的技術研制和海洋工程應用。
就在今年，國家自然科學基金委信息學部在東北工業學院國際大會中心舉行了水下通訊與偵測重點項目群技術研討會。國家自然基金委信息科學部的相關領導以及多位國外外知名學者及國外近30所學院、科研院所的100余名水聲領域專家代表出席了這次研討會。
國家自然科學基金委水下通訊與偵測重點項目群研討會
會上，馬遠良教授作了“水聲訊號處理中的科學問題和發展展望”的專題報告。中科院聲學所、西北工業學院、華南理工學院、哈爾濱工程學院和四川學院的重點項目負責人分別匯報了項目進展、組織管理與研究計劃情況。全省多個院校著名院士和中船重工研究所的專家作了19個專題報告，并就水聲通訊與偵測技術前沿和數據、軟件共享進行了熱烈的討論。國家自然科學基金委相關負責人就水聲領域的十三五發展規劃提出了意見和建議，期盼水聲領域研究范圍繼續延展、研究水平不斷提升。
而去年的5月24日，成都工程學院水聲大學喬鋼院士所在的科研團隊順利完成了承當的“遠程、矢量、全雙工水聲通訊技術”國家“863”計劃項目，發明了水下多用戶、全雙工的聲波通訊方式，并研發了國際上首創的具有全雙工通訊能力和組網能力的水聲通訊機，解決了過去水下聲通訊中收發不能同時工作的問題，取得了水下聲通訊領域的重大技術進步。
全雙工水聲通訊樣機
日前，科研人員在對樣機的實驗中，成功實現了5公里距離的單向同步數據傳輸。這一水下聲通訊領域的重大技術突破，意味著未來水下通訊有望揮別“對講機”時代，實現像在陸地上打電話一樣的體驗。
科研人員在廣東海南回收設備
喬鋼院士科研團隊所攻破的水下聲波通訊技術，能克服目前水下有纜通訊的弱點，大大提升獲取數據的靈活性、時效性，增加風險和費用，同時也是對目前無纜半雙工水下通訊設備的創新和提高。在國際上首次實現了單傳感的水下定向通訊和雙用戶通訊，極大提升了網路效率和信息吞吐量，攻破了超寬帶通訊中非一致性多普勒補償的困局，增強了水聲通訊系統的穩定性。應用該項目，可實現多參數、多站位同步聯合觀測，急劇提高“海洋感知網”的觀測能力。哈工程的這一科研成果，無疑使我國在水聲通訊領域獲得了飛越性的進展。據悉，科研團隊在項目的研制過程中，提出了多項原始創新性技術，目前早已在行業中獲得應用。
我們預計，水聲通訊的發展，將會對以下應用方向形成重要影響：潛水員、無人潛航器、水下機器人等水下運動單元平臺間的信息交換；海岸測量、水下節點的數據采集、導航與控制、水下生態保護檢測等三維分布式傳感器網應用；水下傳感、水下潛航單元與海面及陸上控制或中轉平臺間的通訊。由此可見，水聲通訊技術在民用、科研及軍事領域的應用前景將非常寬廣，我國將繼續獨立自主地發展水聲通訊！