海洋数据传输网络体系结构及挑战

姜胜明，葛丽阁，徐艳丽

（上海海事大学信息工程学院海洋互联网技术实验室，上海 201306）

1 引言

目前，在海洋环境中常用的数据传输手段是卫星传输，但存在一些缺点影响其普及率[1-3]：其性价比较低，更无法用于水下通信；近地轨道卫星的传播时延长，需要特制的收/发终端和传输协议；中低轨道卫星绕地球高速运转，增加了高质量通信组网的难度。另一个广泛使用的海洋通信系统是海事无线电，由于受带宽的限制，它主要用于语音通信，无法支持高速数据传输[4-5]。现代移动通信技术也被少量应用到港区和航道提供互联网服务[6]，但相对于海洋，其覆盖范围太小，无法大规模部署在海域。目前无论海上战备通信、应急救援或常规数据传输，还是军用、商用或民用，都需要稳健性强、性价比高和泛在的海洋数据传输服务。但目前还没有一种通信网络系统能单独构建一个性价比高、覆盖范围广和使用方便的海洋数据传输系统，海洋数据高效传输是亟待解决的重要课题。

海洋涵盖空天、海岸、水面和水下的广阔空间（本文称“海洋空间”），特殊的地理和气候条件使海洋空间陆基网络设施的建立和维护变得非常困难和昂贵。虽然目前海洋空间中已经部署了多种通信网络系统，但是它们的归属不同、掌管部门和运作单位众多、部署形式多样以及通信制式和标准不统一。目前缺乏有效的方法和规范统筹使用，它们之间无法有效方便地协作和互联互通。……