- 海洋通信网络协议、算法和架构
- 姜胜明 林彬 徐艳丽 杨华 徐涴砯编著
- 852字
- 2025-01-16 18:03:19
1.2.2 水面
整个海洋表面积约为3.62×108km2,约有2000个岛屿。在水面上部署类似于陆地的通信设施来建立海洋通信网络是非常困难和昂贵的。然而,水面上有许多物体具有通信功能,并有足够的支撑电源,例如,大小和功能不同的各类船舶、用于气象和生态系统的海洋观测站、军事和科学研究所用的特殊浮台,以及各种生产平台(如海上石油平台)、航标和承载传感器的浮标等。以船舶为例,海洋中每天有大量配备自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)设备的船只在沿海、繁忙水道和港口等水域航行[10]。例如,在地中海,每年大约有22万艘船,每天大约有2000艘[11];在伊斯坦布尔海峡,大约有30.9万艘移动船舶[12];它们通常有较大的空间来装载通信设施和足够的通信能源。海洋中也有许多不需要安装AIS的小型船只,如渔船和游艇,它们的通信能力相对较弱,这主要是因为其承载能力较小、通信天线较短。
海洋工业,如能源工业(石油、天然气、风能等)和海洋牧场,对沿海国家的经济发展很重要。为此海上已经部署了许多大型漂浮平台,它们都配备了强大的通信设备和稳定的能源供应,甚至通过海底光纤和电缆与陆基系统相连。一些平台是针对海洋中特定的应用而设计的,如观察和监测平台,它们能够抵御风浪。这些平台装备了许多高速传感器(如摄像机),具有卫星通信功能和能源再生系统,如电子技术集团设计的锚定浮动平台[13]。但这些平台的建设和部署成本一般比较高。
海洋中还有许多航道浮标,其主要能源来自太阳能、潮汐能和风能。其较小的电源供应能力和较短的无线通信天线导致其只有短程通信能力。同样,许多水下浮标也被部署在海洋中,以装载用于海洋观测和科学研究的传感器,并具有一定的通信功能。典型的是Argo项目,它是一个由约3800个自由浮标组成的全球测量系统,用来测量海洋的温度和盐度。由于浮标的装载能力较小,其通信和能源供应方面不如船只和平台。
与海岸和岛屿相比,除了特设的大型平台,船只、浮动平台和浮标都是不太稳定的平台,但密集部署特设平台的成本非常高。另外,高咸度、湿度的海洋气候条件,各种形式的降水和频繁的极端气候可能影响这些基础设施的功能和高频通信的性能。