美国海军构筑海底网络

美海军正在仿效海底"居民"，用声波传送信号，把海洋变成一张无线网络
【英国《金融时报》10月4日文章】题：美国海军仿效海底"居民"（作者斯蒂芬·菲利浦斯）
原文提要  由于发送水下电子邮件已成为可能，海底无线网络将于明年首次接通美国普通潜水艇的雷达显示屏。
早在很久以前，海豚和鲸鱼就知道怎样利用声音在海洋中与同类交流。
如今，由于无线电技术存在各种局限，美国海军正在模仿海洋深处的"居民"，把海洋变成一张无线网络，以使自己的潜水艇艇员获得一种优势。
三年来，美国海军在加州圣迭戈的空中和海军作战系统中心一直致力于海底无线网络的建造，这项任务中最艰巨的部分是研制声学调制解调器。这种装置能够把大量含有声音、文本和影像的数字数据以声波的形式在海底传送。
第一份海底电子邮件
今年五月底，美国海军用本索斯公司的声学调制解调器演示了有史以来的第一份海下电子邮件，从而揭开了水下通信的新篇章：潜艇进行通信联络时不必浮到水面或升起天线，这样就不会暴露自己的位置了。
在南加州海岸附近太平洋海域大约130米深的水下，"USS海豚号"成功地利用附近一个与卫星相联的中继浮标通过因特网向美国海军在圣迭戈海岸的指挥部发送了一条文本信息。
这次演示令许多非军事观察家心驰神往。美国海军海洋网行动的主要研究员乔·赖斯希望利用水对声音极强的传输能力，用大量联网的遥控传感器在海底实现联网。
按照赖斯的设想，这些由微小的（大约4英寸宽26英寸长）由电池驱动的联网装置将像一个耳聪目明的微型军队，在海洋中来来往往，侦察敌人的一举一动。
在试验中，卫星负责将指令传达给安装了声学调制解调器的浮标——这种浮标就像海洋网络的门户。来自陆地的信息通过声学调制解调器把信号转换为远程声纳包（声波的集合体），以便向适当的节点发送。
面临的问题及对策
但是，这项计划并非一帆风顺。声音在水中的传输效果远远好于其他形式的能量（比如电磁波等），但美国海军正在努力解决几个问题——这些问题可能危及声波中编码的数字数据。
首先，声波在传送过程中会逐渐减弱，使信号变弱。要克服这一现象，可以降低最初的信息频率，但这样做的代价是损失带宽或数据传输能力。
与此同时，由于水对声音来说是一个极好的传输媒介，各种声波都能传送成百上千英里，使人很难把带着数字数据的声波和通常的背景杂音区分开来。此外，当声波遇到海底峭壁、峡谷或不同的水温和盐度就会产生干扰性的回声，这称作"多径"效应。在赖斯的研究中，"使数据传输效果最佳化"是一个关键目标。
另一个难题是：缓慢的数据传输速度无法满足激烈战斗中要求的实时数据传送。
在试验中，数据在水里的传送速度通常为每秒300比特，而普通电缆调制解调器的速度则为每秒56千比特。
赖斯估计，声学调制解调器要在美国海军的武器装备中占有一席之地还需要五年的艰苦努力。
与此同时，在2001年的海底网络试验中，指挥官将从海军中抽调船只和人员对这一技术的性能开展测试；届时，海底无线网络将首次与普通潜水艇的雷达显示屏接通。