請(qǐng)教一下水下通信有什么特色？。。喂，喂？你在聽嗎？。。是。那請(qǐng)問水下通信有什么特色？。。。。。。喂，喂？
正好以前曾經(jīng)關(guān)注這個(gè)問題，在此介紹一下潛艇和岸上到底在用什么手段進(jìn)行通信。
首先，水下通信的特點(diǎn)是由潛艇的特點(diǎn)決定的，潛艇有什么特點(diǎn)？潛艇的特點(diǎn)就是一旦暴露了就是個(gè)死，所以戰(zhàn)時(shí)絕對(duì)不能暴露，至少要盡可能降低暴露的可能性。這種要求遠(yuǎn)比潛伏的間諜要高得多，間諜只需要一個(gè)掩護(hù)的可靠身份就可以，而潛艇連影子都不能讓人瞧見，藏得越深越好。
在這種要求之下，岸上的指揮部和潛艇之間如何進(jìn)行通信就成了一個(gè)大問題，因?yàn)橥ㄐ胚^程的秘密性也必須得到保證，不能讓潛艇為了接收和發(fā)送信息而暴露，那連收尸的機(jī)會(huì)恐怕都不一定有。
現(xiàn)代潛艇都要求能最大程度的延長在水下潛伏的時(shí)間，而淹沒在幾十米乃至于幾百米水下的潛艇能使用什么通信手段？隔著吸收電磁波能力很強(qiáng)的厚厚的海水層，水面上的絕大多數(shù)通信手段都是無效的。
首先，短波和超短波通信手段基本無效，因?yàn)樗鼈兇┩负Ｋ哪芰B三兩米都不一定有，而且它們的通信距離對(duì)于潛艇的任務(wù)來說太短了，直接出局。
不過，不出局的通信手段也有很多，下面小編給大伙列了一下，為了做個(gè)對(duì)比，咱把商用蜂窩網(wǎng)絡(luò)手機(jī)放在了最左邊，可以看到信號(hào)最好的莫過于浮標(biāo)通信，不過浮標(biāo)通信在密集的航空反潛兵力面前那就是找死，所以還得有多種手段留給隱蔽通信適用，其中有個(gè)在海床附近反而能信號(hào)滿格的水下網(wǎng)絡(luò)通信嘿，這個(gè)放在最后面啰嗦。
從前一戰(zhàn)二戰(zhàn)時(shí)代的時(shí)候潛艇還曾經(jīng)可以在水面上大搖大擺地航行，直接用天線接收長波信號(hào)，但現(xiàn)在不行，不過還有個(gè)替代手段，那就是通信浮標(biāo)。沒錯(cuò)，通信浮標(biāo)很low很容易暴露，但它有個(gè)無與倫比的優(yōu)點(diǎn)那就是通信帶寬特別大，直接連上衛(wèi)星，占據(jù)軍用帶寬看藍(lán)光電影、發(fā)直播視頻都不是問題。
所以浮標(biāo)通信雖然很容易造成潛艇的暴露，但如果有己方的反潛機(jī)掩護(hù)的話，潛艇還是可以放心大膽地放出浮標(biāo)來痛痛快快地跟指揮部煲上一通電話粥。上圖為德國U212A型潛艇的卡里斯托（Callisto）浮標(biāo)通信系統(tǒng)。
現(xiàn)在美軍還研發(fā)了一種高大上的可以跨越水-空氣界面的通信手段，俗稱冒泡和解讀冒泡。主要原理是潛艇在水下用聲吶向水面發(fā)射聲波，聲吶波在海面會(huì)形成波紋，然后飛行在中高空的飛機(jī)通過雷達(dá)讀取制定位置的海面的波動(dòng)。在飛機(jī)讀取了海面的波動(dòng)后，用一套很復(fù)雜的算法把海面自然的波浪過濾掉，剩下就是潛艇用聲吶冒泡的結(jié)果，可以解讀出完整的句子哦。不過這種通信方式也有弱點(diǎn)，一個(gè)是通信速率比較低，靠冒泡每秒鐘都說不到一個(gè)字節(jié)，另一個(gè)弱點(diǎn)是用主動(dòng)聲吶冒泡還是容易暴露。
目前最傳統(tǒng)也是用的最多的，其實(shí)還是甚長波和超長波通信（后者只有美國進(jìn)入了實(shí)用階段）。其實(shí)長波通信的原理并不特別復(fù)雜，幾乎所有頻段的電磁波信號(hào)通訊，包括廣播電視和手機(jī)信號(hào)在大氣層里遇到了電離層，只要角度合適都是可以向地面反射的。而波長越長，電磁波在地面和電離層之間一次反射的距離就越遠(yuǎn)，而且更重要是衰減更小。因此長波電磁波可以拿來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信，它可以繞過高山峽谷以很低的衰減率到達(dá)幾千公里外的地方被人接收。
除了可以繞開地形遮擋和空氣中衰減慢之外，長波還具備穿透海水的能力，雖然甚長波（對(duì)應(yīng)頻率為甚低頻VLF，波長10-100公里）可以穿透幾十米深的海水。超長波（對(duì)應(yīng)頻段為超低頻SLF，美英則喜歡稱之為極低頻ELF，波長1000-10000公里）則可以穿透150-250米深的海水。長波通信的這個(gè)優(yōu)點(diǎn)非常適合遠(yuǎn)程對(duì)潛通信，所以現(xiàn)在聯(lián)合國安理會(huì)五常的戰(zhàn)略核潛艇和攻擊型核潛艇都裝備了長波通信收信裝置，注意，是收信裝置。
核潛艇在水下接收甚長波信號(hào)時(shí)的狀態(tài)，一根拖曳纜拖帶著天線、饋線和穩(wěn)定部分，保證天線部分穩(wěn)定在水下6-9米深處，為了收一條30字節(jié)的報(bào)文，這種狀態(tài)一般需保持幾分鐘到十幾分鐘。雖然甚長波通信時(shí)潛艇本身可以保持在45-70米的深度，但拖曳天線距離水面仍然較近，反潛飛機(jī)借助藍(lán)綠激光等手段發(fā)現(xiàn)水下這個(gè)深度的天線難度并不大，在很多熱帶海域，甚至用肉眼就可以發(fā)現(xiàn)水下5米深的運(yùn)動(dòng)物體。
為了提高安全性，美軍在21世紀(jì)列裝了超長波通信臺(tái)和潛用接收機(jī)，使用SLF頻段的超長波可穿透深度100米以上的海水，因此接收天線可以在水下100多米的地方接收信號(hào)。
如上圖，核潛艇接收超長波信號(hào)時(shí)自身可以保持在122米左右的深度，拖曳天線的最高點(diǎn)保持在120米，這樣反潛飛機(jī)就很難發(fā)現(xiàn)潛艇和天線了。
慢~~~~慢啊，不用一回長波通信真不知道啥叫真慢。
但是，超長波通信的傳輸速率太慢了，慢到3個(gè)字母需要15分鐘才能傳送完畢。按照這個(gè)通信速度計(jì)算，一部3個(gè)G的高清電影需要30643年才能傳輸完畢（前提還得是不會(huì)中途掉線），也就是說從原始人畫巖畫的時(shí)代開始一直傳到今天才能用超長波傳完一部高清電影。
這個(gè)速率太慢了，寫一句詩7個(gè)字也得傳送1小時(shí)45分鐘，所以用這種手段傳送命令是不現(xiàn)實(shí)的，美軍把超長波作為呼叫自己核潛艇的BP機(jī)來用，嗯，是的，作為網(wǎng)絡(luò)原住民的你可能幾乎沒聽說過這玩意，其實(shí)就是上面這個(gè)玩意，小編暴露一下年齡，我還真是曾經(jīng)用過一年這東西。
超長波此時(shí)的作用就是給處于深海的核潛艇一個(gè)“滴”的一聲提醒，意思是你該上浮到比較淺的深度收聽命令了。收到這個(gè)信息之后核潛艇就會(huì)上浮到45-70米，開始準(zhǔn)備接受甚長波通信傳送的命令，命令內(nèi)容是絕對(duì)保密的，小編認(rèn)為可能就是如下格式：
軍迷都以為核導(dǎo)彈跟電影里說的一樣，艇上有半截密碼，國家元首的核手提箱里有另外半截，把這兩截密碼對(duì)到一起，再由兩個(gè)人同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)鑰匙才能發(fā)射核導(dǎo)彈。切，雖然現(xiàn)實(shí)中確實(shí)是類似這種設(shè)計(jì)，但至少美國空軍和海軍在冷戰(zhàn)時(shí)代可不是完全相信這套辦法能保證對(duì)蘇聯(lián)迅速進(jìn)行毀滅性的核報(bào)復(fù)。2001年之后不斷有消息披露出來，那就是美國軍方戰(zhàn)略核力量可以在國家領(lǐng)導(dǎo)階層瞬間全滅的情況下照樣發(fā)動(dòng)核反擊，為啥呢，因?yàn)樗麄兛梢圆恍枰偨y(tǒng)的那半截密碼。
別跟別人亂講是我跟你說的這事兒。
那么這些核潛艇為啥不裝長波發(fā)射裝置，沒有發(fā)射裝置那不就是個(gè)收音機(jī)嗎？沒錯(cuò)，現(xiàn)在核潛艇上的長波通信站就是個(gè)巨型收音機(jī)，其收信主機(jī)重達(dá)幾噸，還得拖曳幾千米長的天線和饋線，就是為了當(dāng)收音機(jī)用的。之所以只能有收音機(jī)，因?yàn)門M長波臺(tái)的發(fā)射裝置太大了。
美國的東北——緬因州的卡特勒甚長波通信站的天線陣，分為北陣和南陣兩群，總面積
21平方公里，工作頻率24千赫，發(fā)射總功率達(dá)到21兆瓦，豎有26根243-304米高的鋼塔。這個(gè)通信站的占地面積相當(dāng)于兩座明代西安城，可以說相當(dāng)大了，但其實(shí)它在各國長波臺(tái)當(dāng)中也只能算是中等大小。
來稍稍體會(huì)一下長波天線陣的大小，上圖是卡特勒通信站的一個(gè)重錘通訊，重錘的作用是拉緊天線，使之在冬天結(jié)冰和降雪時(shí)不會(huì)下垂到地面，這樣的重錘每根天線塔下都有一個(gè)。
再看看所謂長波天線，這根總線連同外部絕緣的直徑至少有400毫米。
現(xiàn)在終于明白為啥核潛艇只有收音機(jī)而沒有發(fā)射機(jī)了吧。
除了浮標(biāo)、跨界面和長波通信之外，藍(lán)綠激光通信在最近幾十年內(nèi)崛起了。波長470-540納米的藍(lán)綠激光在水中的衰減率很低，在美國和法國的試驗(yàn)中可以穿入水下300米，我國的實(shí)用化裝置也已達(dá)到了100米的實(shí)用通信深度。
藍(lán)綠激光的好處很多，它可以直接由在軌衛(wèi)星與水下潛航狀態(tài)的潛艇通信。而且藍(lán)綠激光的上行和下行帶寬相當(dāng)牛掰，在較淺的深度，速度甚至可以達(dá)到每秒幾十上百K，收發(fā)中等尺寸圖片都?jí)蛄?。藍(lán)綠激光通信的技術(shù)進(jìn)展保密程度高，在這兒就不多費(fèi)口舌了，不過未來30年內(nèi)藍(lán)綠激光將是水下通信的主流手段之一，這是毫無疑問的。
最后是水下網(wǎng)絡(luò)通信，用小編的話說，水下網(wǎng)絡(luò)通信分為固定電話和蜂窩移動(dòng)電話兩種。
固定電話相當(dāng)于在海底蓋了很多電話亭，這些電話亭的位置是絕對(duì)保密的，電話亭和陸上指揮部用光纜連接，核潛艇跑到電話亭附近，釋放出一個(gè)“飛行插頭”，在聲信號(hào)引導(dǎo)下與電話亭連線，這就是打固定電話啊。
水下網(wǎng)絡(luò)通信的移動(dòng)電話則是這些電話亭改成了蜂窩基站，利用水聲通信（其實(shí)就類似于主動(dòng)聲吶）想周圍一定范圍內(nèi)發(fā)送信息，潛艇如果沒有處在高威脅區(qū)域，也可以使用通信聲吶給水下基站發(fā)送信號(hào)。
水下網(wǎng)絡(luò)通信特別適合大把撒錢的土豪，比如川總的美國海軍，所以毫無疑問是美國海軍首先立的項(xiàng)，不過近年來西太平洋的幾個(gè)國家也開始大力開展水下網(wǎng)絡(luò)通信試驗(yàn)和鋪裝。未來的水下估計(jì)得需要用卡子搞搞排線了，要不中美日印的水下網(wǎng)線說不定都纏到一起了。
處于海底的美軍艇長能跟他們的總統(tǒng)直接通電話可能不再是夢想，中國海軍什么時(shí)候能達(dá)到這個(gè)技術(shù)水平，這只是個(gè)時(shí)間問題，而且不會(huì)花很長時(shí)間了。
