海洋经济迈向价值链高端,水声通信技术是关键
“云-洋计算”打造互动支撑
智慧海洋是以完善海洋信息采集与传输体系为基础,将海洋权益、管控、开发三大领域的装备和活动进行体系性整合,以实现海洋资源共享和海洋活动协同。
不论是智慧海洋还是水下创新网络,都需要更好地了解水下信号传播机理,这是目前整个智慧海洋研究中最核心、最关键的问题之一。
在水下无线通信网络技术领域,来自深圳市智慧海洋科技有限公司,以其世界领先的水声通信和水下组网技术。
国家特聘专家、智慧海洋科技创始人崔军红提出的“智慧海洋与云-洋计算”的全新概念,把智能放在前端,提高算法复杂度和通信的性能,做到“云-洋融合”。
从而逐步解决水声通信与网络这一世界难题,为打造智慧海洋的信息互通做了有力支撑。
与云计算不同的是,云—洋计算将智能算法放在更靠前的位置,任何一个海洋技术系统都分水上和水下部分,数据流和控制流一定通过水声通信链接。
解决问题的方法在于多计算、少传输——即用智能程度更高的算法提升水下通信的性能。
作为智慧海洋的基础性问题,5G、WIFI、新一代卫星及传统无线电通信,都使下一步智慧海洋走向更深层次。
通讯和传感器领域都将向着高精度、微型化、微功耗发展,同时把通信网络安全技术放在重要发展方向上。
水下无线激光通信仍存困难
我们国家正积极建设“智慧海洋”,其中一个方向就包括海洋通信。目前在水下通信最常用的就是水声通信,由于声音在水中的传播速度非常快(1000多米每秒),所以声音成为水下探测和通信较为适合的手段。
但水声通信存在很大的问题,水声通信的带宽非常小,最快也只有Kb量级,并且容易受噪声影响,虽然研究者们通信各种手段尽力去扩大它的带宽,但声音的物理本质决定了它总有一个极限。
水声通信特点有点类似于我们现在使用的3G4G网络,传播距离远但通信速率低;而水下激光通信就类似于即将广泛推广使用的5G,要知道5G采用的毫米波频段,覆盖距离最大也只有几百米,但通信速率要高得多。
如何更好地解决运动中的通信问题,由于激光通信属于点对点通信,方向性很强,当潜航器在水下运动时,两端需要实时对准。
未来一个海域内肯定会分布多个水下潜航器,这个时候就要解决一个基站如何与多个平台之间如何建立快速高效的通信,而激光多点通信是个相当难的问题。
现者海水环境是不断变化的,悬浮生物和海水杂质都会对光产生很大的衰减。海底生物很多都有趁光性,蓝绿光又是可见光,很容易挡住光线导致传输中断。
无论是实验还是成品,目前通信距离仍然只有有限的几十米,下一步还要加强研究,继续增加通信距离。
结尾:海洋经济迈向价值链高端
当前,中国沿海省份以14%的国土面积,承载了40%的全国人口,创造了60%的国内生产总值,涉海企业为社会提供了3600多万个就业岗位。
在2017年底于深圳举办的首届中欧蓝色产业合作论坛上,国家海洋局局长王宏表示,中国经济已是高度依赖海洋的开放型经济。
2017年,中国海洋生产总值达到7.8万亿元。今年年初召开的全国海洋工作会议提出,预期2020年我国海洋生产总值达到10万亿元。
到2035年,在海洋装备、海洋生物、滨海旅游、海水利用、海洋新能源、海洋交通运输等产业领域。
其将形成若干个世界级海洋产业集群,推动一批涉海企业全球布局,牢牢占据全球海洋产业价值链的高端,力争实现我国海洋经济总量占国内生产总值的比重达到15%左右。
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