水下无线光通信技术应用现状与前景分析

——基于2025中国海洋经济博览会的调研报告

 

本文基于对2025年中国海洋经济博览会的实地调研，总结水下无线光通信技术在海洋领域的应用现状。根据调研发现，该技术尚未形成规模化刚需，主要受限于实际海洋环境中的传输距离、链路稳定性及长期可靠性。当前最具可行性的应用方向是子母式无人潜航器(UUVs)协同作业。要进一步发展，需在作用距离、环境稳定性和长期可靠性等核心工程问题上取得突破。

 

一、海洋技术市场现状概述

本次博览会集中展示了当前海洋技术产业的主要构成。潜航器与水下机器人是数量最多的领域，产品涵盖从大型作业型遥控潜水器到高度自主的水下无人潜航器。

海洋环境监测是另一重心，各类海床基观测站、浮标及传感器网络是数据采集的基础。此外，海洋牧场智能化装备、海面通信中继、水下成像等细分市场也显示出创新活力。

 

在水下数据传输方案中，当前市场存在明确的分工：有线线缆连接因其高带宽与高可靠性，仍是遥控潜水器与固定监测节点的首选；水声通信凭借其远距离能力，主导了自主水下航行器的指令与状态回传等低数据量通信；自主水下航行器在任务结束后，则普遍依赖射频或卫星通信进行高速数据回收。

 

 

二、 水下无线光通信：技术优势与现实顾虑

水下无线光通信技术利用特定波段的激光在水中进行数据传输，其理论带宽显著高于水声通信，并具备延迟低、方向性好的特点。然而，本次调研发现，尽管海洋产业数据需求增长，但该技术尚未找到明确的刚性应用场景，市场普遍持审慎态度。

 

具体顾虑集中在三方面：

在潜航器应用方面：遥控潜水器依赖可靠的有线连接。对于自主水下航行器，在其航行中引入无线光通信链路，主要风险在于复杂水文条件易导致链路中断，可能造成设备丢失，风险成本过高。

在固定监测网络方面：长期部署的观测设备对稳定性、功耗和维护性要求严格。当前无线光通信设备功耗较高，且其光学窗口存在生物附着与污染物沉积问题，将导致性能衰减并增加维护负担。

在综合性价比方面：在大多数中远距离、中低数据速率传输场景中，水声通信或设备回收方案更具成本优势；在近距离高可靠场景中，有线方案仍是首选。无线光通信需在特定场景中证明其不可替代性。

 

 

三、 共识中的突破口：子母式协同作业体系

综合调研反馈，业界相对认可的水下无线光通信潜在突破口，在于多潜航器协同作业，特别是子母式无人潜航器编队场景。

 

在此类作业模式中，大型母潜航器携带多个子潜航器协同工作。当子潜航器在近距离执行精细探测，高清图传产生大量数据需实时回传时，面临以下通信选择困境：有线线缆会限制机动性；水声通信带宽不足。水下无线光通信的高带宽特性，使其有望在该特定需求场景中成为可行的无线传输解决方案。

 

 

四、 技术发展的主要障碍

要实现从潜在应用到实际部署的跨越，水下无线光通信技术需着力解决以下核心工程问题：

 

提升有效作用距离：需在典型海洋水体中，将稳定通信距离提升至百米级乃至更远的实用水平。

增强动态链路稳定性：必须攻克由水体湍流、平台相对运动引起的信号衰减与中断问题，发展有效的动态光束跟踪与稳定技术。

保障长期工作可靠性：需开发针对光学窗口污损的低功耗防护或自清洁方案，并进一步降低系统整体功耗，以适应长期无人值守的部署要求。

 

 

结论

本次海博会调研表明，水下无线光通信作为一项前沿技术，其产业化应用仍处于早期阶段，技术成熟度与当前主流市场需求之间存在差距。其近期发展路径应聚焦于子母式潜航器协同等对高速无线数据传输有明确刚需的特定高端场景，而非寻求全面替代现有通信手段。

 

本次展会我司展出的展品中有四款产品引起的的关注度比较高。

 

第一款是我司研发生产的水下无线光通信终端。产品采用450/520nm波段蓝绿光波段作为通信载体，抗干扰性强。在深水区的照明光源和浅水区环境光线对通信能力不会产生影响。最大工作深度可达1000米，坚固可靠，可在20米距离下达到1.7Gbps的通信速率。

水下无线光通信终端

 

 

第二款是水下数据传输终端。此产品采用蓝绿光LED为通信光源，最大通信距离100m，最大通信速率100Mbps。网口双向透传，易替换现有通信线缆。同时相对于湿插拔光纤连接器成本低廉且维护便捷。最大工作深度可达2000米。

水下数据传输终端

 

 

第三款是水下非接触连接器。此产品通信速率为100Mbps，可在背景光强大于8000Lux，水深700米时稳定工作。当设备随着水下湍流小幅度晃动，在晃动角度小于30°、晃动幅度小于100mm时依然可以正常通信。

水下非接触连接器

 

 

最后是低成本高效水下光通信系统。此产品的使用成本极低。采用450/520nm波段蓝绿光波段作为通信载体。抗干扰性强。深水区的照明光源和浅水区环境光线不会影响设备的通信能力。紧凑轻便，适用于小型 ROV/AUV。产品使用的器件与系统全国产化

低成本高效水下光通信系统