2025 年 4 月 15 日至 16 日，武漢六博光電技術有限責任公司科研團隊于中國黃海海域完成一項具有里程碑意義的水下通信實驗 —— 其自主研制的 LED 水下光通信系統(tǒng)在渾濁水質環(huán)境下，以 5Mbps 的通信速率實現(xiàn)了 1.5 米距離的穩(wěn)定數(shù)據(jù)傳輸。此次試驗不僅標志著該技術從實驗室理論研究向海水真實應用場景的關鍵跨越，更在海洋通信領域為突破傳統(tǒng)技術瓶頸提供了創(chuàng)新性解決方案。

一、海洋通信困境：傳統(tǒng)技術的局限性與新需求的爆發(fā)

隨著全球海洋資源勘探、深海探測設備布放、海底觀測網(wǎng)絡建設等領域的快速發(fā)展，水下通信技術正面臨前所未有的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)網(wǎng)線通信受物理線纜限制，無法滿足大范圍、移動性的水下作業(yè)需求；而當前廣泛應用的聲波通信雖可實現(xiàn)長距離傳輸，卻存在數(shù)據(jù)傳輸速率低下（通常僅為 kbps 級別）、抗環(huán)境噪聲干擾能力弱、時延大等顯著缺陷。例如，在深海機器人實時操控、海底高清影像回傳等場景中，聲波通信的低效率已成為制約海洋開發(fā)進程的關鍵因素。因此，如何構建高效、穩(wěn)定、抗干擾的水下通信鏈路，成為全球海洋科技領域亟待攻克的核心難題。

圖 1測試現(xiàn)場

二、黃海試驗：瞄準渾濁水質，驗證技術實戰(zhàn)能力

武漢六博科研團隊選擇黃海海域作為試驗場地，正是基于該區(qū)域典型的復雜水文條件 —— 黃海因黃河入海攜帶大量泥沙，水質渾濁度高，水體中懸浮顆粒物對光信號的散射和吸收作用顯著，是驗證水下光通信技術環(huán)境適應性的天然“考場”。

圖 2水下光通信設備以及夾具安裝

（一）技術方案：LED 光源與算法優(yōu)化的雙重突破

·硬件創(chuàng)新：團隊采用特制的高亮度 LED 光源作為信號發(fā)射器，其波長選擇兼顧海水穿透性與抗散射能力，在藍綠光波段（450-550nm）實現(xiàn)光信號能量的高效輸出。

·算法升級：通過自主研發(fā)的自適應調制方式和前向糾錯編碼技術，實時匹配渾濁水質下的信道特性，降低光信號在傳輸過程中的衰減與畸變。

（二）測試場景與關鍵數(shù)據(jù)

·晝夜環(huán)境對比：

·黑夜單向測試（圖3）：在無自然光干擾條件下，系統(tǒng)實現(xiàn)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸，驗證了 LED 光源在暗環(huán)境中的信號強度與抗干擾能力。

圖 3黑夜LED單向測試

·白天藍綠光測試（圖 4）：針對日光直射導致的背景光干擾，藍綠光波段的 LED 光源通過波長濾波技術有效抑制噪聲，確保通信鏈路穩(wěn)定。

圖 4 白天LED藍綠光測試

·誤碼率測試：在 1.5 米傳輸距離、5Mbps 速率條件下，系統(tǒng)連續(xù)進行單向數(shù)據(jù)傳輸（包括高清圖片文件），實時監(jiān)測顯示誤碼率為 0（圖 5、圖 6），這意味著數(shù)據(jù)傳輸過程中未出現(xiàn)任何比特錯誤，設備穩(wěn)定性達到工業(yè)級應用標準。

圖 5 LED1.5米單向誤碼測試

圖 6 誤碼測試結果

三、技術意義：從實驗室到海洋的跨越，開辟水下通信新路徑

此次試驗的成功，打破了 “水下光通信僅適用于清澈水域” 的傳統(tǒng)認知 —— 在渾濁水質中實現(xiàn)零誤碼率通信，證明 LED 水下光通信技術已具備應對真實海洋環(huán)境的能力。與傳統(tǒng)技術相比，其優(yōu)勢體現(xiàn)在：

·傳輸效率：5Mbps 速率較聲波通信提升 3-4 個數(shù)量級，可支持高清視頻、實時數(shù)據(jù)同步等高速率應用；

·抗干擾性：光信號在短距離內(nèi)受水體擾動影響小，相比聲波更適合水下機器人集群、海底傳感器網(wǎng)絡等需要實時交互的場景；

·成本與部署：LED 光源設備體積小、功耗低，無需復雜的換能器陣列，可降低海洋通信系統(tǒng)的建設與維護成本。

圖 7水下光通信海試現(xiàn)場

四、未來展望：邁向深遠海，構建海洋通信網(wǎng)絡

武漢六博科研團隊表示，此次黃海試驗是技術落地的第一步，后續(xù)將圍繞以下方向展開研究：

·距離突破：通過優(yōu)化光源功率、接收端靈敏度及信道均衡算法，將傳輸距離逐步拓展至 50 米、100 米，滿足近海工程作業(yè)需求；

·深遠海應用：結合 ROV（遙控水下機器人）、AUV（自主水下機器人）等裝備，開展深海環(huán)境下的技術驗證，為未來海底數(shù)據(jù)中心、跨洋光通信鏈路奠定基礎。

隨著海洋強國戰(zhàn)略的推進，水下通信技術已成為衡量國家海洋科技競爭力的重要指標。武漢六博團隊的突破，不僅為我國海洋開發(fā)提供了關鍵技術支撐，更在全球水下通信領域樹立了 “中國方案” 的創(chuàng)新標桿。