前言：水聲通信是目前最成熟的水下遠(yuǎn)距離通信手段，主要應(yīng)用于軍事、石油深?？碧?、深海載人科考等領(lǐng)域。隨著下游需求增多，全球水聲通信市場(chǎng)空間廣闊，預(yù)計(jì)2025年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)約34億美元。水聲通信是當(dāng)前海洋軍事中最重要和關(guān)鍵的技術(shù)，是國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展的高技術(shù)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。隨著政策支持力度增大，我國(guó)水聲通信將展現(xiàn)出強(qiáng)勁發(fā)展勢(shì)頭，預(yù)計(jì)2027年我國(guó)水聲通信市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)35億元。與國(guó)外相比，國(guó)內(nèi)相關(guān)研究起步較晚，在水聲通信技術(shù)和產(chǎn)品兩方面仍較為滯后，當(dāng)前行業(yè)尚處于初級(jí)發(fā)展階段，市場(chǎng)具備較大增長(zhǎng)空間。
一、水聲通信是最成熟的水下通信方式，主要應(yīng)用于軍事、深?？碧降阮I(lǐng)域
根據(jù)觀研報(bào)告網(wǎng)發(fā)布的《中國(guó)水聲通信行業(yè)現(xiàn)狀深度分析與投資前景預(yù)測(cè)報(bào)告（2025-2032）》顯示，水聲通信是一項(xiàng)在水下收發(fā)信息的技術(shù)。水聲通信工作原理是首先將文字、語音、圖像等信息，通過電發(fā)送機(jī)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并由編碼器將信息數(shù)字化處理后，換能器又將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲信號(hào)。聲信號(hào)通過水這一介質(zhì)，將信息傳遞到接收換能器，這時(shí)聲信號(hào)又轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，解碼器將數(shù)字信息破譯后，電接收機(jī)才將信息變成聲音、文字及圖片。
水下通信困難，主要是由于通道的多徑效應(yīng)、時(shí)變效應(yīng)、可用頻寬窄、信號(hào)衰減嚴(yán)重，特別是在長(zhǎng)距離傳輸中。目前主要水下通信方式包括水下電磁波通信、水下光通信、水聲通信三類，其中水聲通信是目前最成熟的水下遠(yuǎn)距離通信手段，主要應(yīng)用于軍事、石油深海勘探、深海載人科考等領(lǐng)域。
水下通信方式分類及其優(yōu)缺點(diǎn)
| 通信方式 | 傳輸速率 | 帶寬 | 時(shí)延 | 傳輸距離 | 通信信道的影響因素 |
| 水下電磁波通信 | 較高 | 較高 | 較低 | 極短 | 介電常數(shù)、電導(dǎo)率等 |
| 水下光通信 | 較高 | 高 | 較低 | 較短 | 介質(zhì)對(duì)光的吸收、散射等 |
| 水聲通信 | 較低 | 低 | 較高 | 較長(zhǎng) | 介質(zhì)的壓力、溫度等 |
資料來源：觀研天下整理
水聲通信應(yīng)用領(lǐng)域
| 應(yīng)用領(lǐng)域 | 應(yīng)用情況 |
| 軍事領(lǐng)域 | 水聲通信技術(shù)是潛艇與水面艦艇間最為有效通信手段，應(yīng)用于水下作戰(zhàn)指揮、反潛偵察及水下機(jī)器人布雷/掃雷等場(chǎng)景，由于水聲通信技術(shù)在軍事上的應(yīng)用價(jià)值，水聲通信被列為高度敏感的技術(shù)，美國(guó)長(zhǎng)期限制其高性能水聲通信產(chǎn)品和相關(guān)技術(shù)對(duì)中國(guó)的出口 |
| 石油深海勘探 | 水聲通信技術(shù)廣泛用于海洋石油平臺(tái)環(huán)境監(jiān)測(cè)（溫度、壓力等參數(shù)）、立管振動(dòng)分析及閥門控制，在無纜自治/無人水下機(jī)器人（AUV/UUV）中支撐遙控指令傳輸、協(xié)同作業(yè)及數(shù)據(jù)回傳 |
| 深海載人科考 | 水聲通信設(shè)備是深海潛航器的核心設(shè)備，實(shí)現(xiàn)與水面母船實(shí)時(shí)通信，保障科學(xué)家安全（應(yīng)急聯(lián)絡(luò)、數(shù)據(jù)同步傳輸），同時(shí)支持科研任務(wù)動(dòng)態(tài)調(diào)整。 |
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二、全球水聲通信行業(yè)前景廣闊，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)具備較大增長(zhǎng)空間
隨著下游需求增多，全球水聲通信市場(chǎng)空間廣闊。2020年全球水聲通信市場(chǎng)規(guī)模不足15億美元，預(yù)計(jì)2025年全球水聲通信市場(chǎng)規(guī)模達(dá)約34億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率為23.2%。
數(shù)據(jù)來源：觀研天下數(shù)據(jù)中心整理
水聲通信是當(dāng)前海洋軍事中最重要和關(guān)鍵的技術(shù)，是國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展的高技術(shù)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。未來，隨著政策支持力度增大，我國(guó)水聲通信將展現(xiàn)出強(qiáng)勁發(fā)展勢(shì)頭，預(yù)計(jì)2027年我國(guó)水聲通信市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)35億元。
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三、我國(guó)水聲通信行業(yè)尚處于初級(jí)發(fā)展階段，技術(shù)水平及產(chǎn)品力待提升
國(guó)外水聲通信技術(shù)起步較早，經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)形成了較為成熟的技術(shù)體系。美國(guó)、俄羅斯、日本等國(guó)家在水中聲通信領(lǐng)域的研究和應(yīng)用方面處于領(lǐng)先地位。這些國(guó)家在水聲通信設(shè)備研發(fā)、信號(hào)處理技術(shù)、傳輸協(xié)議等方面具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，能夠滿足復(fù)雜海洋環(huán)境下的通信需求。
與國(guó)外相比，國(guó)內(nèi)相關(guān)研究起步較晚，在水聲通信技術(shù)和產(chǎn)品兩方面仍較為滯后，行業(yè)尚處于初級(jí)發(fā)展階段。
技術(shù)方面，最早的水聲通信系統(tǒng)是采用模擬技術(shù)的水聲電話，早在二戰(zhàn)期間（1939-1945 年）就已在潛艇上裝備，目前仍廣泛應(yīng)用于潛艇以及潛水員的通話，在此基礎(chǔ)上，美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家相繼研發(fā)出了非相干水聲通信、相干水聲通信等技術(shù)，并形成商業(yè)產(chǎn)品。相較之下，我國(guó)直到20世紀(jì)70年代才開發(fā)了我國(guó)第一代模擬通信聲吶，且受限于當(dāng)時(shí)國(guó)家支持力度，研發(fā)進(jìn)展較慢。20世紀(jì)90年代，國(guó)家制定“863”計(jì)劃才正式大力支持相關(guān)研究的發(fā)展。
國(guó)外水聲通信技術(shù)發(fā)展情況
| 技術(shù)類型 | 發(fā)展時(shí)間 | 代表機(jī)構(gòu) | 代表產(chǎn)品 | 技術(shù)原理 | 關(guān)鍵技術(shù) | 當(dāng)前狀態(tài) |
| 非相干水聲通信技術(shù) | 20 世紀(jì) 90 年代中期 | 美國(guó)Datasonics（后被Benthos收購(gòu)） | ATM 系列水聲通信機(jī) | 不同頻率信號(hào)的能量變化或其組合傳輸信息 | MFSK 信號(hào)、編碼、保護(hù)間隔和循環(huán)前綴 | 技術(shù)成熟，魯棒性好，廣泛應(yīng)用 |
| 相干水聲通信技術(shù) | 20 世紀(jì) 90 年代起 | 美國(guó) Scripps海洋研究所 | 單載波通信模式 | 利用信號(hào)的相位變化傳輸信息 | 自適應(yīng)均衡器、MPSK、空間分集、糾錯(cuò)編碼、多普勒補(bǔ)償 | 技術(shù)發(fā)展中，對(duì)信道條件依賴性較高，部分商業(yè)產(chǎn)品支持 |
| 正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù) | 20 世紀(jì) 90 年代中后期起 | - | - | 多載波頻分復(fù)用，頻帶利用效率高 | 多載波調(diào)制技術(shù) | 研究階段，因水聲信道復(fù)雜性尚未實(shí)用 |
| 其他技術(shù)（時(shí)反、MIMO） | 時(shí)反：1999 年起MIMO：2000年前后 | 美國(guó) Scripps海洋研究所、麻省理工學(xué)院等 | - | 利用聲波多途傳播特性實(shí)現(xiàn)高速、可靠、多用戶通信 | 時(shí)反通信技術(shù)、空間調(diào)制多輸入多輸出（MIMO） | 原理性研究階段，實(shí)用化仍有較大差距 |
資料來源：觀研天下整理
產(chǎn)品方面，水聲通信行業(yè)具有較高的技術(shù)門檻，當(dāng)前行業(yè)參與者及產(chǎn)品數(shù)量較少，且尚未得到國(guó)內(nèi)用戶的廣泛認(rèn)可。
我國(guó)水聲通信行業(yè)代表企業(yè)
| 企業(yè)名稱 | 簡(jiǎn)介 |
| 中國(guó)海防 | 主要業(yè)務(wù)涵蓋電子防務(wù)裝備、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)等相關(guān)領(lǐng)域，擁有水聲電子方向上國(guó)內(nèi)唯一的全體系科研生產(chǎn)能力。提供包括水下信息化裝備、智慧城市、智能制造、智能裝備、衛(wèi)星通導(dǎo)、專用電源等各類電子信息產(chǎn)品。2023年公司水聲電子防務(wù)產(chǎn)品營(yíng)收為13.03億元。 |
| 中科海訊 | 公司成立于2005年，是一家立足于海洋工程和水聲工程領(lǐng)域的高科技上市企業(yè)，專注于高性能信號(hào)處理平臺(tái)、聲納系統(tǒng)、仿真系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)應(yīng)用等產(chǎn)品的研制開發(fā)。十八年來，公司不斷加大研發(fā)投入，聚焦水聲行業(yè)關(guān)鍵裝備及核心領(lǐng)域，儲(chǔ)備了較多核心技術(shù)，形成了豐富的產(chǎn)品類型，已成為國(guó)內(nèi)水聲裝備產(chǎn)品的重要研制生產(chǎn)單位。 |
| 海鷹企業(yè) | 海鷹企業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司始建于1958年，是一家技術(shù)密集、科研生產(chǎn)一體化的國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)，現(xiàn)隸屬于中國(guó)船舶工業(yè)集團(tuán)公司。公司在海洋水聲儀器設(shè)備的開發(fā)研究方面取得較快發(fā)展。目前，達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品先進(jìn)水平的新型精密測(cè)深儀已成功推向市場(chǎng)。 |
| 大洋經(jīng)略 | 北京大洋經(jīng)略科技有限公司是一家海洋領(lǐng)域高科技公司，主要產(chǎn)品包括各種級(jí)別水下機(jī)器人ROV/AUV、水下機(jī)器人開發(fā)系統(tǒng)、水聲通信、3D航海導(dǎo)航系列、實(shí)時(shí)高精度GPS定位系統(tǒng)、測(cè)深儀、淺地層剖面儀、多波束和單波束側(cè)掃聲納系統(tǒng)、海洋數(shù)據(jù)處理軟件等。 |
| 曼寶科技 | 北京曼寶科技發(fā)展有限公司是一家*從事高精度定位系統(tǒng)集成和服務(wù)、定位系統(tǒng)應(yīng)用軟件研發(fā)、大容量存儲(chǔ)系統(tǒng)研發(fā)的高科技企業(yè)。是國(guó)內(nèi)率先進(jìn)入衛(wèi)星導(dǎo)航定位領(lǐng)域的*技術(shù)公司。 |
資料來源：觀研天下整理（zlj）
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