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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應用現(xiàn)狀與前景分析

——基于2025中國海洋經(jīng)濟博覽會的調研報告

本文基于對2025年中國海洋經(jīng)濟博覽會的實地調研，總結水下無線光通信技術在海洋領域的應用現(xiàn)狀。根據(jù)調研發(fā)現(xiàn)，該技術尚未形成規(guī)?；瘎傂?，主要受限于實際海洋環(huán)境中的傳輸距離、鏈路穩(wěn)定性及長期可靠性。當前最具可行性的應用方向是子母式無人潛航器（UUVs）協(xié)同作業(yè)。要進一步發(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、海洋技術市場現(xiàn)狀概述

本次博覽會集中展示了當前海洋技術產(chǎn)業(yè)的主要構成。潛航器與水下機器人是數(shù)量最多的領域，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、浮標及傳感器網(wǎng)絡是數(shù)據(jù)采集的基礎。此外，海洋牧場智能化裝備、海面通信中繼、水下成像等細分市場也顯示出創(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)點的首選；水聲通信憑借其遠距離能力，主導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結束后，則普遍依賴射頻或衛(wèi)星通信進行高速數(shù)據(jù)回收。

二、 水下無線光通信：技術優(yōu)勢與現(xiàn)實顧慮

水下無線光通信技術利用特定波段的激光在水中進行數(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。然而，本次調研發(fā)現(xiàn)，盡管海洋產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)需求增長，但該技術尚未找到明確的剛性應用場景，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，主要風險在于復雜水文條件易導致鏈路中斷，可能造成設備丟失，風險成本過高。

在固定監(jiān)測網(wǎng)絡方面：長期部署的觀測設備對穩(wěn)定性、功耗和維護性要求嚴格。當前無線光通信設備功耗較高，且其光學窗口存在生物附著與污染物沉積問題，將導致性能衰減并增加維護負擔。

在綜合性價比方面：在大多數(shù)中遠距離、中低數(shù)據(jù)速率傳輸場景中，水聲通信或設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

綜合調研反饋，業(yè)界相對認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。當子潛航器在近距離執(zhí)行精細探測，高清圖傳產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)需實時回傳時，面臨以下通信選擇困境：有線線纜會限制機動性；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、 技術發(fā)展的主要障礙

要實現(xiàn)從潛在應用到實際部署的跨越，水下無線光通信技術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的實用水平。

增強動態(tài)鏈路穩(wěn)定性：必須攻克由水體湍流、平臺相對運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。

保障長期工作可靠性：需開發(fā)針對光學窗口污損的低功耗防護或自清潔方案，并進一步降低系統(tǒng)整體功耗，以適應長期無人值守的部署要求。

五、結論

本次海博會調研表明，水下無線光通信作為一項前沿技術，其產(chǎn)業(yè)化應用仍處于早期階段，技術成熟度與當前主流市場需求之間存在差距。其近期發(fā)展路徑應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波段藍綠光波段作為通信載體，抗干擾性強。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1000米，堅固可靠，可在20米距離下達到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便捷。最大工作深度可達2000米。

第三款是水下非接觸連接器。此產(chǎn)品通信速率為100Mbps，可在背景光強大于8000Lux，水深700米時穩(wěn)定工作。當設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波段藍綠光波段作為通信載體?？垢蓴_性強。深水區(qū)的照明光源和淺水區(qū)環(huán)境光線不會影響設備的通信能力。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

報告撰寫：煙臺有光通信科技有限公司

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