编者按
随着人类活动的足迹不断向海洋深处延伸，海基通信网络技术创新的重要性日益显现。海水是导电介质，对于海洋通信而言，寻找用于传输信息的载体至关重要，目前来看，声波仍是最好的选择，优于无线电波、低频电磁波和光波。20世纪以来，科技工作者在海基通信网络方面已实现诸多科技突破，在此基础上，随着通信技术领域的不断进步，尤其是6G的研发，将为海基通信网络的创新发展带来新的机遇。
中国工程院马远良院士研究团队在中国工程院院刊《Engineering》2022年第1期发表《6G无处不在——向广袤海洋的水下世界延伸》一文，提出了未来水下世界6G研发的空-面-潜一体化海基网络构想。文章在全面回顾实际需求、瓶颈制约、物理发现、科技突破和跨学科整合的基础上，总结和分析了海洋无线通信的现状和潜力。文章讨论了未来的发展构想和关键环节，如信道特性的充分利用、多样化移动平台的发展、通信网络的组织结构等，并对于每个关键方面，都对应用场景进行了深入分析和讨论。结合无线电和声学通信的优点，提出了在海洋和大气之间建立“数据桥梁”的新概念，并提出了可行方法。文章分析表明，通过数据桥梁实现大气-水面-海底网络的统一是可行的。
二、海洋信息科技创新的需求牵引
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全球船舶运输方面，2018年的货物运输量为1.1 × 1010 t，相当于全球平均每人1.4 t。造船工业、港口管理、运输安全与安保、“一带一路”建设工作等刺激着电子商务、物联网、区块链和人工智能的发展。
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油气和矿物资源（包括锰结核、可燃冰等）的勘探与开采承载着巨大的海洋贸易与工业，刺激着海洋监测与生产的自动化、机器人、水下监视以及水-空数据传输等技术的发展。
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海洋水产包括海洋牧场、捕鱼业，规模巨大，为人们提供丰富的营养。例如，全球每年的捕鱼量约为8 × 1010 kg，相当于每人10 kg。海带是世界上生长最快的植物，在3个月里可长到3~4 m长。海水养殖还能提供海参、牡蛎等美食。养殖业和捕捞业刺激着水质监测、鱼群探测、定位与渔获量评估等技术的发展。
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海上可再生绿色能源的开发，如风能发电是迅速发展的新兴工业。为避免对于沿海人口密集区的干扰，风能发电站通常建设在离岸几十甚至几百公里的水域。考虑到恶劣的海上环境，必须采用先进的机械和数字化工程技术才行。
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跨越各大洲的海底电缆支撑着全球的信息服务，是一个规模宏大的有线数据传输网络系统。当前，全球约有378条海底光缆，总长度为1.2 × 106 km，支撑着99%的跨洋信息传输。目前最先进光缆的传输能力可达到200 Tb⋅s-1。海底光缆的建造和持续维护都很昂贵和困难，需要专门的技术支撑；同时还要保持其正常工作，防止间谍偷听和信息泄露。
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海洋科学技术以及人类生存环境和防务技术的研究与开发。海洋的气-热交换、大气环流和海水环流影响着天气的变化、气候的改变（温室效应）以及地球灾害的发生。例如，洪灾、台风、飓风、地震、山林火灾等导致地球上许多突发事件的发生。海洋污染、海水酸化、海洋生态保护（特别是生物多样性和海洋生物的保护）以及反走私、反偷渡等问题对科技研发提出了新的挑战。至于防务方面，各种舰船，如航母、高速气垫船、潜艇、自主水下航行器、船载无人机、各种传感器、多种多样的水下武器和军用的C4ISR（command, control, communications, computers, intelligence, surveillance, and reconnaissance）设施，已形成大规模的海洋军工产业。
三、海基通信网络的创新发展机遇
