1. 海洋通信研究方向有哪些
本文介绍了在近一个世纪中海洋通信发展的历程和现状。
20世纪初,无线电报通过点火花式发射机产生的高频振荡电波向外广播,走出人类历史上无线电通信的第一步。
1898年美国“圣·保罗”号轮船首先装置了上述收、发信机,跨出无线电在海洋通信上应用的第一步再到由于海上航行的船舶越来越多,为了能达成世界统一的规则以提高海上航行的安全性和效率而制订国际海上人命安全公约(International Conventionfor the Safety of life of Sea,简称SOLAS)并明确船舶无线电装置的配备和值班制度。讲述了现在常用的一些通信设备,如窄带直接印字电报、中频无线电装置、高频无线电装置、甚高频无线电装置、单边带和海事卫星电话以及卫星移动通信的终端组成、设备配置要求、使用中的优缺点和使用范围。
根据海上通信的发展趋势提出将GPS和移动通信组合起来构成GPS通信导航系统,提高海上通信的现代化管理水平,为海洋经济发展提供服务。
2. 海洋通信设备
海底光缆,Submarine (Undersea)Optical Fibre Cable,又称海底通讯电缆,是用绝缘材料包裹的导线,铺设在海底,用以设立国家之间的电信传输。
海底光缆系统主要用于连接光缆和Internet,它分为岸上设备和水下设备两大部分,海底光缆即水下设备中最重要的也是最脆弱的部分。
3. 海洋通信理论与应用
江苏海洋大学通信工程专业毕业生在主要在移动、电信行业及通信类科技生产企业从事技术研发和管理工作,江苏海洋大学是省属普通本科院校,其海洋科学、机械设计制造及其自动化学科实力较强,并富有特色,信息与通信工程学科是校级重点发展学科,建有高素质的教学科研团队和实验室,办学质量和毕业生就业质量较好。
4. 海洋通信技术
海洋研究和开发所用的水声技术,如回声探测、被动探测、水声通讯、水声遥测和水声遥控等。 回声探测 利用一组换能器发射声信号,通过另一组换能器接收从目标反射的回声信号,再由处理后的信号判断目标的参数和性质。 回声测深仪 它向海底发射一束较窄的声脉冲,测量此信号由海底反射并回到水听器的时间,在声速已知的条件下,就可测出船只所在处的水深。现代大功率的测深仪,能够描绘出最深洋底的形状。多波束式或多振子的测深仪,可同时获得多个水深点的数据,并往往采用数字显示,和计算机联用而自动绘制海底地形图。 多普勒导航仪(多普勒声呐) 根据多普勒效应,若船只和海底有相对运动,回波信号就会产生频移。同时测量 4个波束中由于船只对海底相对运动而出现的频移,经信号处理后,就可精确地测出船只对海底的运动速度,并画出航迹来。多普勒声呐也是一种引导大型船只靠岸的有效工具。 鱼探仪 由它获得的鱼群回波,可大致判断出鱼群的位置、范围和密集程度。通常使用的垂直鱼探仪,可以探测底层的鱼类;水平鱼探仪则以探测上层和中层的鱼类为主。采用电子扫描等先进技术之后,探测的范围就大得多。 侧扫描声纳(海底地貌仪) 用以调查海底地质地貌的水声设备,种类很多,这是其中的一种。在船的两侧安装垂直方向角较宽而水平方向角很窄的一组换能器,记录海底的散射回波,就可获得离两侧船舷一定距离内精细的海底地貌声图。为了适应深水探测的需要,也可把换能器置于拖曳体中。此仪器还可用于海底油管的铺设检查和沉埋物的搜索等水下工程中。浅地层剖面仪使用低频声信号,可以穿透地层,从其回波的分析获得底质的结构资料,故广泛应用于水下工程的地质勘探。地震探测系统使用大功率低频声源、多道接收拖曳电缆和多道数据处理记录系统,可以取得深层地质结构的资料,用于海底石油及其他矿物的勘探等。爆炸声源发出的大功率低频声波,可以穿透到很深的底层。若在离爆炸源较远的海上放置一系列水听器,就可以接收到由不同地层传来的折射波,为海底地质结构、水下石油资源等提供有价值的数据。 在海洋水文观测中,已越来越多地应用水声测量仪器。如果把回声探测仪作相应的修改,安放于海底,使它向海面发射声脉冲,就可以测量波高和周期等,并从波高平均值的变化,获得潮位的变化规律。若把换能器安装于船舷外侧,也可测出波浪的要素。利用随海流运动的散射体的回波会出现多普勒频移的特性,可制成多普勒海流计,它可以不破坏流场而测量瞬时的低速海流。根据声波通过固定距离的传输时间和声速成比例的关系,可制成声速计,它能实时地测量海水的声速。在海洋水文调查中广泛应用水声仪器设备,是一项重大的技术改进。 被动探测 它探测水中传来的声信息,由此判断发声体的位置和特性。其所测听的声源可分为自然声源和人为声源两类。 自然声源 不少海洋中的动物,能够发声(见海洋生物发声)。故可利用被动探测系统监视鱼群的回游特性,并根据鱼类声音的特性来判断鱼群的种类,为海洋捕捞提供有价值的数据。深海水下的水听器系统,还能准确地测出水下地震、水下火山爆发的位置和估计其强度等。 人为声源 鱼类对声音很敏感,并有好恶之分。故可以发出它们喜欢的声音加以诱集,发出它们不喜欢听的声音加以驱逐。根据这原理制成的声诱鱼器和驱鱼器,已开始应用于海洋捕捞中。根据不同目的,分别采用连续的、脉冲的或其他调制方式的信号源,将一种小型的声信标缚于鱼体或纳入其胃中,用被动声呐跟踪,很适合于海洋生物习性的现场研究。跟踪放于海底的小型发声体,能够了解海底石砾等的移动状态,一种船只和飞机遇险的声信标,在船只和飞机沉没于水下的一定期间内,能发出声信号以指示它的位置。利用带有声信标的中性浮标,可以测量深层的海流,如赤道深层流等。 水声通讯 利用声波在水下传递信息。通讯的双方在水下都设置有发射器和接收器。这种通讯有两种方式:①载波语言调制声波或直接辐射语言声波。后者用于距离较近的潜水员间的通信。②数字编码是水声设备中常作为指令和控制的通讯方式。目前广泛使用的水声应答器便是数字编码通讯的典型设备,它按事先安排好的程序,自行完成各应答器和主机间的通讯。水声应答器可用于水下载体的导航和跟踪,帮助钻探船和平台准确寻找井口位置,监视水下的施工,传递水下遥测系统各水文参数讯号等。 水声遥测系统 把所要测量的水下环境参数变换成水声信息之后,传到处理船只或岸站来,经过水声接收机处理,重新转换成相应的环境参数信息。 海洋水文参数的水声遥测仪 它以声传输代替了操作麻烦的电缆。可以把此仪器和遥测浮标系统结合起来,由一系列的水下浮标把测量的参数通过水声信道传输到母浮标,再由母浮标把它转换成无线电信号而传到调查船或岸站来,这种遥测方式具有实时、大面积、快速和连续测量等优点。 网位仪 水下部件缚于拖网的网口上,把获得的信息变成水声信号发射到船上来,从而监测鱼网的高度、开口的状态、拖绳的拉力、鱼群入网和分布的状态及遥测网口周围的水温等,这对提高鱼获量很有帮助。 水声遥控系统 包括船上声指令发射机、水下声指令接收机和相应的控制机构。例如,利用水声释放器按水声释放指令把水下浮筒放掉,使其浮出水面,以便船只跟踪回收。这种遥控技术,广泛应用于海洋调查、水下工程、石油钻探和地震测量等方面,对水下油井的流量、防喷器架、输油管道的阀门和水下爆炸等,都可采用水下遥控方式。各种海洋自动机,如无人深潜器、海底自走车的行动及机械手的动作,也可采用水声遥控。 总之,水声技术已广泛应用于海洋研究和海洋开发的各个方面,但因海水介质是一种复杂多变和多途径的声信道,水声干扰又很强烈,如上水声信息的检测仍存在一系列困难,使水声仪器的可靠性、分辨率等性能的提高受到一定的限制。为此,今后必须加强水声传输规律等基础理论的研究,注意探索新技术在水声方面应用的可能性。
5. 海洋通信专业
面向新的世纪,互联网通信工程专业将会迎来其发展的广阔天地。随着互联网通信技术应用的日趋广泛,上至太空,下至海底,无不活跃着这一专业的技术人才。现今中国已经加入WTO,这势必会给中国信息产业的发展带来更大的发展空间。
而通信工程专业优秀人才的短缺成为中国参与国际间竞争的一个十分不利的因素。因此,在未来若干年,中国势必会更加重视本专业人才的培养,更加重视互联网通信工程专业的教育,提高教育水平。
6. 海洋通信关键技术
光缆通信的特点是:
优点:(1)通信容量大、传输距离远;一根光纤的潜在带宽可达20THz。采用这样的带宽,只需一秒钟左右,即可将人类古今中外全部文字资料传送完毕。目前400Gbit/s系统已经投入商业使用。光纤的损耗极低,在光波长为1.55μm附近,石英光纤损耗可低于0.2dB/km,这比目前任何传输媒质的损耗都低。因此,无中继传输距离可达几十、甚至上百公里。
卫星通信的特点是:
优点:(1)通信范围大;
(2)只要在卫星发射的电波所覆盖的范围内,从任何两点之间都可进行通信;
(3)不易受陆地灾害的影响(可靠性高);
(4)只要设置地球站电路即可开通(开通电路迅速);
(5)同时可在多处接收,能经济地实现广播、多址通信(多址特点);
(6)电路设置非常灵活,可随时分散过于集中的话务量;
(7)同一信道可用于不同方向或不同区间(多址联接)。
7. 海洋通信研究方向有哪些岗位
本文介绍了在近一个世纪中海洋通信发展的历程和现状。
20世纪初,无线电报通过点火花式发射机产生的高频振荡电波向外广播,走出人类历史上无线电通信的第一步。
1898年美国“圣·保罗”号轮船首先装置了上述收、发信机,跨出无线电在海洋通信上应用的第一步再到由于海上航行的船舶越来越多,为了能达成世界统一的规则以提高海上航行的安全性和效率而制订国际海上人命安全公约(International Conventionfor the Safety of life of Sea,简称SOLAS)并明确船舶无线电装置的配备和值班制度。
讲述了现在常用的一些通信设备,如窄带直接印字电报、中频无线电装置、高频无线电装置、甚高频无线电装置、单边带和海事卫星电话以及卫星移动通信的终端组成、设备配置要求、使用中的优缺点和使用范围。
根据海上通信的发展趋势提出将GPS和移动通信组合起来构成GPS通信导航系统,提高海上通信的现代化管理水平,为海洋经济发展提供服务。
8. 海洋通信就业前景
就业前景非常好。
面向新的世纪,通信工程专业将会迎来其发展的广阔天地。随着通信技术应用的日趋广泛,上至太空,下至海底,无不活跃着这一专业的技术人才。现今中国已经加入WTO,这势必会给中国信息产业的发展带来更大的发展空间。
而通信工程专业优秀人才的短缺成为中国参与国际间竞争的一个十分不利的因素。因此,在未来若干年,中国势必会更加重视本专业人才的培养,更加重视通信工程专业的教育,提高教育水平