标题：深海快速通信系统
快速通信
“深海快速通信系统”(CSD)将把深藏海底的核潜艇与美国国防部的全球信息网络连结起来，首次实现潜艇与陆空的双向通信交流。人类目前的通信手段已经发达到不仅能在喜马拉雅山最高峰打电话，还能在国际空间站里玩微博。然而，网络化的信息上天容易入海难，直到若干年前，海底100米以上的潜艇只能靠15分钟传送一个三字符组的“龟速”ELF无线电信号与地面沟通，更别说打电话、发邮件了。
深海快速通信系统-基本简介

“深海快速通信系统”（CSD）将把深藏海底的核潜艇与美国国防部的全球信息网络连结起来，首次实现潜艇与陆空的双向通信交流。  深海快速通信系统洛克希德·马丁公司的新项目“深海快速通信系统”（CSD）将把深藏海底的核潜艇与美国国防部的全球信息网络连结起来，首次实现潜艇与陆空的双向通信交流。 
人类目前的通信手段已经发达到不仅能在喜马拉雅山最高峰打电话，还能在国际空间站里玩微博。然而，网络化的信息上天容易入海难，直到若干年前，海底100米以上的潜艇只能靠15分钟传送一个三字符组的“龟速”ELF无线电信号与地面沟通，更别说打电话、发邮件了。 
近年来，美国海军积极发展海底通信技术，洛克希德·马丁公司打造的一个新项目——“深海快速通信系统”（Communications at Speed and Depth，简称CSD）将把深藏海底的核潜艇与美国国防部的全球信息网络连结起来，首次实现潜艇与陆空的双向通信交流。该系统将于2011年1月投入测试，如果成功，美军潜艇将可在下潜时进行实时战术通信，大大提高行动的灵活性。 
该系统将于2011年1月投入测试，如果成功，美军潜艇将可在下潜时进行实时战术通信，大大提高行动的灵活性。
深海快速通信系统-背景资料

潜艇在水下的通讯联络方式有两种：
一，水中通讯——利用声呐设备：为了达到隐蔽的目的，潜艇大部分时间是在深水活动，声音在空气中的传播速度为每秒340米，而在水中高达每秒1435米。有一种水下通信声呐，它能向水中发射长短不一的声波信号，组成电报的密码，或将语言和声波相互转换来通话，它的任务是保证潜艇的集群活动或配合其它兵力通讯联络需要；敌我识别声呐是在水下偶然发现水面或水下潜艇时，用对口令的方式判断敌我，这种声呐发出一个特殊的信号（口令）询问对方，对方若是自己的潜艇，就回答一个信号，若不是就收不到信号，即使收到也不能正确回话。水中使用声纳是严格控制的，因为容易被敌方截获。
二，在水中与外界通讯——利用无线电波潜艇要遂行军事任务必须要与外界有安全可靠的通信方式，短波在水中不能使用，因为短波在水中衰减得太快，为了解决此问题，可以采用浮标天线或浮力天线，即把天线通过一根长长的绳索施放到水面，这样潜艇在水下也可发射信号。实际上，这样仍然存在一个潜艇自我暴露的问题，因为潜艇在远距离用短波通信，其信号本身就不保密，可能被敌方截获破译，并测出潜艇的位置，而且露出水面的浮标天线也有被敌方雷达探测到的可能。  目前潜艇在水下如不施放通讯浮标，是无法主动与岸上联络的，所以核潜艇只能被动地单方面接收岸上的无线电超长波信号或极长波信号，这是岸上向潜艇通信的主要方式。超长波的波长为1万到10万米，它能从空中钻入水里，在水中的衰耗比较小，穿透海水的深度最大可达30米，使水下的潜艇接收到岸上发来的电波。极长波的波长大于10万米，几乎可以在全球范围内实现对潜通信，穿透水层的深度达200米以上，即使在最大距离上也可达到水下80米左右。
美国海军威斯康星州极长波通信试验基地于1972年做发射试验，一艘远在4600千米以外的大西洋水下120米处的美国黑鲹号核潜艇接收到了该台的信号。由于超长波和极长波发射设施非常庞大，占地达数平方千米，在潜艇上不可能安装，所以只能建在陆地，对潜艇来说，超长波通信和极长波通信只是单向广播式的通信，如果潜艇要接收岸上指挥机构的指令，必须按规定的时间和频率接收。潜艇在水下接收这种长波信号的深度是依据岸上长波发射台的发射功率大小决定的。由于极长波在单位时间内传送的信息量少，所以通讯速度很慢。据试验，发送20个英文字母需用几十分钟时间，只能给核潜艇发送一些预先规定好的简单易懂的信号，如给弹道导弹核潜艇发送发射核弹的命令等。
深海快速通信系统-应用

人们目前已经能在喜马拉雅山最高峰打电话、在国际空间站里玩微博了，然而，网络化的信息仍停留在“上天容易入海难”的阶段，深度潜伏在海底的核潜艇可谓是世界上最难接收到通讯信号的地方。传统的潜艇利用ELF无线电通讯，ELF频段是被定义在3000赫兹以下的频率范围，潜艇能在100米的深度以上接收到该频段信号，如果采用先进接收设备和天线，它还可使潜艇在400米的深度上接收到信号。
深海快速通信系统-技术障碍

然而，这种通信手段有两个致命缺点：首先，它的传输能力较低。美国海军在上世纪70年代建立的“海员”系统，其信息传输速率每分钟只能传送10比特左右的信息。后来提出的“紧缩”ELF系统，据说需要15分钟才能传送一个三字符组，采用这种高度压缩的代码后，可用三字苻码组发送更多的报文。其次，这种系统在陆地的配套设施占地面积大，天线长度最短也要数十公里，由于岸站目标太大，容易遭到攻击破坏的危险十分大。第三，由于传输频率低速度慢，海底的潜艇只能单向接收外界发射的信号，而无法主动发送信息。长久以来，潜艇要把情报发送出去时，必须把“触角”伸出海平面甚至浮出水面，这极易导致潜艇暴露位置，成为攻击目标。尽管如此，ELF系统仍然是目前世界上占主流的深海通信手段。
深海快速通信系统-最新技术突破

深海快速通信系统
深海潜艇尽管具有隐蔽性强的特点，但潜艇里面的人员与外界的交流十分困难。洛克希德·马丁公司“深海快速通信系统”（CSD）的项目负责人罗德·瑞恩兹表示：“人们以为在潜艇里能随时接听或拨打电话，其实这在海底是一件奢侈的事情。”为了改变这种情况，洛克希德·马丁公司决定打造一个“21世纪的潜艇通信系统”，使深藏在海底的潜艇与海面上的军舰那样，能够与美国国防部的“全球信息栅格”（简称GIG）联网。GIG是美军为陆海军士兵、飞行员、陆战队员和决策层，提供数据保密及非保密计算机网络连接的全球性信息网，包括所有自有和租借的通信与计算系统、软件、数据、安全服务以及获取信息优势所必需的服务，堪称“网路中心战”的“大脑”。
CSD系统与以往实现海底通信的类似尝试有许多相似之处，比如它同样是依靠浮标作为信号传输的媒介，它同样要求这些浮标露出海平面，不同的是，它能实现其他系统不能达到的双向通信功能，不仅能接受信号，更能发射信号。此外，与其他系统只有一个浮标不同，CSD系统要求潜艇在海面部署三个浮标：其中两个是与潜艇连接的固定浮标，第三个则是自由漂浮的声纳浮标。固定浮标利用光缆实现数据传输，这条光缆绵延数英里，使得潜艇无论在任何深度都能利用超高频无线电波（UHF）或通过“铱星”（Iridium）卫星网络以最快的速度与外界进行交流，这也是“深海快速通信系统”得名的原因。另一个自由移动的声纳浮标则把声学信号转换为无线电频率，它可由飞机从空中投放，或由潜艇在海底发射，与其他潜艇进行水下声学通信。所有的浮标都是消耗型无线电浮标，固定浮标的使用寿命约为一个半小时，声纳浮标能使用3天，通信结束后，所有浮标将自动引爆下沉。 
从理论上来说，CSD系统能进行声讯通话，深海电话在未来将成为现实。瑞恩兹的团队去年4月曾尝试利用卫星进行通话，但“通话效果仍未达到理想程度”。电话并不是设计CSD系统的主要目的，美国海军很可能利用该系统与外界交换加密电码。这个“在一定深度和航速下进行通信的系统”使得美国海军潜艇可以在下潜状态时进行实时战术通信，有助于提高美国潜艇部队的行动灵活性。瑞恩兹认为：“CSD系统的价值在于，潜艇可以在不中断任务或者上浮到一定深度的情况下进行通信。很多时候，潜艇为了通信而上浮，增加了被探测到的可能性，也可能失去了对一个重要目标的跟踪监视。” 
据悉，CSD浮标的订单价值高达3500万美元，由美国最大军火商洛克希德·马丁公司拿下，它将于两个次级承包商合作设计制造CSD浮标，它们分别是美国超级电子海洋系统公司（Ultra Electronics Ocean Systems）以及由美国斯帕顿电子公司和水下传感器系统公司组成的合资企业Erapsco公司。据悉，第一批浮标将于2011年1月投入测试，如果成功，CSD将成为全球第一个专为潜艇打造的海底双向通信系统。尽管浮标部署的具体深度属于保密信息，但瑞恩兹声称，连接浮标的光缆长度“以英里为单位”，且“长得足够令潜艇潜到一定深度时仍能保持正常网速。”
深海快速通信系统-优点
优势与障碍
隐蔽性是潜艇相对于水面舰船最突出的优势，但海水同时也是阻断无线电波的天然障碍。潜艇在深海执行任务时，经常要与外界隔绝几周甚至几个月时间，万一碰到紧急情况需要与岸上沟通，就必须上浮以便把天线伸出水面，从而增加了暴露自身位置的风险。
作为克服这一矛盾的新尝试，“深层警报”计划的核心，是一套集成了计算机、卫星通讯和声学技术的浮标系统，每艘潜艇都可以携带许多组。有趣的是，这种通讯浮标的投放，居然是借助潜艇上的垃圾滑槽来完成的。
通信根据事先设定的程序，浮标在离开母艇后，首先会在水下停留一段时间。待潜艇潜航到安全距离外，它才缓慢浮出水面，并借助通讯卫星向千里之外的司令部发出暗号。一旦同后者建立联系，浮标就会向水下伸出一根天线，将来自岸上的信息予以编码加密，而后经换能器“翻译”成声脉冲形式，发送给50平方海里（约合171平方公里）范围内的潜艇。 
该通讯浮标属于消耗品，有30分钟到1小时的工作寿命，足够潜艇指挥官接收数十条指令。如果维持待机状态，那么它可以维持3天时间。等通讯完毕或是电池用尽，浮标就会启动自毁程序沉入海底，以避免被敌方缴获。 
装备“深层警报”系统的潜艇，能够在任何深度与航速与岸上进行实时通讯。由于浮标和潜艇间保持一定距离，敌方很难通过电波测向捕捉到潜艇的踪迹。“该技术的实用化，将令我们的潜艇在作战中随时获得上级和友军的支持。”雷声公司战术通讯分部副主任杰里·鲍恩表示。
2008年，美国海军对该系统开展了初步测试。6月间，一艘潜艇在巴哈马群岛海域成功投放了浮标，并与位于弗吉尼亚州诺福克的司令部取得了联系。在克服了技术障碍后，军方是否愿意继续提供研发经费，将成为决定“深层警报”计划命运的关键。
深海快速通信系统-发展现状

军火商争相研发深海通信系统，近年来，全球各大军火商纷纷加入研发海底通信系统的大军，它们提供的新技术也大大提高了潜艇的信息传输能力。比如，英国奎奈蒂克（QinetiQ）公司的“深海”计划能使美国海军的潜艇利用空中的蓝绿激光实现双向通信；美国雷神公司的“深海女妖”（Deep Siren）项目制造了消耗型的寻呼浮标，它们能把卫星信号转化成声学信号传递给海底的潜艇，但这种传递只能是单向的。另外，美军的高频主动极光研究项目（High Frequency Active Auroral Research Program，简称HAARP）也是其中的佼佼者，它尝试利用大气层作为天线的替代品，从阿拉斯加发射出的大功率高频电磁波束能激活地球的电离层，使它产生极端低频的波束，这种波束能穿过盐水折射到海底深处，为潜艇所接收。
深海快速通信系统-相关事件
渔业发展的现况分析海洋渔业生产安全问题不容忽视。 
由于海上渔业生产环境的特殊性，以及海上通讯网络和安全预警、救助系统建设滞后等种种原因，在特殊天气状况下特别是台风期间经常发生安全事故，海上渔业安全应急指挥应以保障广大渔民的海上渔业安全生产为第一要务，系统应包括海上作业渔船的应急指挥，渔船港、渔排和重要岸段的视频监控，主要功能包括：渔船信息的管理、渔船海上定位、信息发布、报警处理、海上求助调度与应急指挥，主要港湾、渔港、养殖区（渔排）、重点岸段的视频监控等，各级指挥中心可实时了解渔船在海上的具体位置、动态，主要港湾、渔港、养殖区域海况和沿岸易受灾区域岸段的近岸海况、危险天气下渔排上人员撤离情况等，便于海难救助与防灾应急指挥。
海上渔船应急系统的主要实现手段福建省海上渔业安全应急指挥系统项目将充分运用卫星、短波、超短波和 CDMA通信技术以及GPS卫星定位技术、GPSONE基站卫星混合定位技术、计算机应用技术，达到渔船在航行或作业中遇险、遇敌和发生重大海损事故等危急情况时能及时实施互援互救和报警求救，各级渔业管理部门能对外海、近海等作业渔船实施有效监测和指挥作业区内渔船，定时或不定时发布气象等信息，并进行相关法律、政策的宣传，从而进一步改善外海、近海渔业通信落后状况，避免和减少渔业涉外事件的发生。 
实现各渔船之间及其与渔政指挥船之间，与陆地客户指挥中心之间，各级指挥中心之间的及时通信，遇险等危急情况可迅速向附近渔船和渔政指挥中心报警，分中心及时把报警信息反映到省指挥中心，实现渔船间互援互救和渔政船的搜救工作、统一指挥。通过联通 CDMA 1X网覆盖沿海 50公里 到 90公里 范围的近海渔场，实现近海用户使用优质、话费低廉的地面移动通信网，通过结合 GPS卫星定位系统，便于渔船近海遇险后的及时自救、互救和搜救工作的开展。另外在船上可通过CDMA 1X手机上互联网查询各种渔业信息，如（天气，鱼市价格等信息）。 
在地面移动网覆盖不到的深海，通过短波通信实现各渔船与中心台以及渔船之间，实现语音指令及信息互通和遇险报警。由铱星或 Inmarsat卫星网补充实现在恶劣天气情况下的通信保障，与GPS卫星定位系统结合，实现外海生产渔船的定时或不定时船位报告和船位监控。
海上渔船应急管理系统该子系统是本项目的基础组成部分，一期拟以 CDMA1X为无线数据通信网络基础平台，建立可以在福建省近海海域范围内实现渔船管理调度的GPS船位监控系统。二期在外海，利用短波数据通信系统做为通信平台，在外海海域范围实现渔船管理调度的GPS船位监控系统。