秒發越洋信息、瞬時跨境支付、全球賽事直播……這些都是怎麼實現的？答案，就藏在海底。目前，全球95%的國際數據都需要通過橫亙大洋的海底光纜進行傳輸。“海底信息高速公路”正在成為連接人類命運共同體的紐帶。

2025年3月19日成立的江蘇省海底通信與感知重點實驗室，就是一個致力於鋪設“海底信息高速公路”和探索“海底感知智能觀測網絡”的“科創高地”。該實驗室由江蘇亨通華海科技股份有限公司（以下簡稱“亨通華海”）、東南大學、中國海洋大學以及中國移動通信集團設計院有限公司四家單位聯合共建。

實驗室以國家“海洋強國”“國家信息安全”戰略為指引，瞄準海底超長距離大容量信息傳輸、海底廣域實時長期感知、海量感知數據智能處理三大方向，打響了一場向深海科技進軍的攻堅戰。近日，記者來到江蘇省常熟市，實地探訪該實驗室。

構建水下“信息高速公路”

當前，全球數據流量正以指數級增長。人們刷的短視頻、開的線上會議以及跨境商務交易等活動所産生的數據，超過95%都要通過海底光纜傳輸。海洋通信正面臨着前所未有的容量危機。

對此，空分復用（SDM）技術已成為國際公認的未來發展方向。傳統海底光纜就像一條單車道公路，數據只能單向排隊通行；而SDM技術相當於把單車道公路拓成多車道，並且劃分不同的“專用通道”，讓更多數據同時高速傳輸。

江蘇省海底通信與感知重點實驗室依託亨通華海的産業優勢，分階段推進三代SDM技術研發：SDM1.0相當於在一根海纜裏塞進更多的光纖“車道”；SDM2.0通過在同一根光纖中設置多個光纖芯，實現光信號的並行傳輸，將傳統單模光纖的“單車道”變成立體的“多車道”，成倍提高光纖傳輸容量；SDM3.0則相當於在“車道”裏再細分出不同的“通道”，最大化提升傳輸效率。

“通過技術創新，我們將突破香農極限的理論制約——這個極限就如同公路的設計時速上限，我們要做的就是通過技術升級，提高公路時速並增加車道，讓車輛跑得更快、更多。”江蘇省海底通信與感知重點實驗室副主任許人東介紹，實驗室的目標是實現海底通信系統傳輸速率提升1至4倍、系統容量提升2至10倍。

這一目標的達成，離不開實驗室強大的研發平台支撐。這裡已建成達到世界先進水平的CNAS認證亞太地區海洋通信系統實驗室、跨洋通信系統實驗室，以及模擬水下環境的大型試驗水池。此外，東南大學、中國移動通信集團設計院有限公司則依託各自的國家級研究中心，為實驗室的技術研發提供理論與系統支撐。

打造深海“智能觀測網”

海洋約佔地球表面積的71%，但人類只探索了不到5%的深海區域。構建覆蓋淺海與深海的廣域、實時、長期協同感知體系，就像給海洋裝上眼睛和耳朵，是海洋強國建設的重要支撐。

早在2018年，亨通華海就推出了水生態感知網系統解決方案。該方案通過光電複合海纜、主次接駁盒等核心裝備，在海底“織”就一張無形大網，實現對海底動態的實時監測。

如今，江蘇省海底通信與感知重點實驗室在此基礎上，進一步突破海底感知技術，構建了海底通感融合系統：一種方式是把“通信光纜”和“傳感器”合二為一，讓海底光纜不僅能傳輸數據，還能像“神經末梢”一樣感知海洋環境的變化；另一種方式是光纖通感一體化技術，讓一根光纖同時實現通信和多種參數監測，就像一根電線既能通電，又能監測電壓、電流、溫度等數據；第三種方式是多參量光學探測技術，相當於給海洋裝上了“高精度顯微鏡”，能精準捕捉海水的細微變化。

“傳統的海洋感知設備就像老式收音機，只能接收單一信號，而且容易受海洋環境影響，經常‘罷工’；我們利用多種通感融合技術組建的海底通感融合系統，就像智能手機，能長時間實時同步監測海水溫度、鹽度、壓力等多個參數，精度更高、更耐用。”許人東説，未來實驗室將實現海洋固定觀測與移動觀測的充分融合。

在産學研協同創新機制下，實驗室整合了中國海洋大學在深海物聯、東南大學在光傳感領域的科研優勢。同時，中國海洋大學的綜合科學考察船，亨通華海的專業遠洋深海海纜施工船就像“深海作業平台”，能帶着科研設備奔赴全球各大洋，為實驗室開展海上試驗提供堅實保障。

“我們將構建通感一體化的深海—淺海協同觀測體系，實現對海底廣域、長期、實時探測。”許人東説，這一體系將為全球氣候變化監測、地震海嘯預警預報提供重要數據支撐。例如，通過監測海底地殼的微小變化，能提前預警地震海嘯；通過監測海水溫度、鹽度變化，能為氣候變化研究提供精準數據。

激活海洋“數字寶藏”

海底通感融合系統每天都會産生海量數據。一個深海觀測站一天産生的數據量，堪比一個中型圖書館的藏書信息量。然而，這些原始數據往往存在結構多樣、干擾嚴重、信息缺失等問題，就像一堆雜亂無章的零件。

“海底數據的智能處理，就是把這些雜亂無章的零件組裝成能發揮作用的機器，是打通‘感知—應用’最後一公里的關鍵。”許人東介紹，實驗室將借助邊緣計算單元，進行數據清洗、格式轉換、實時計算、壓縮傳輸以及初步分析等，提升數據質量。

中國海洋大學作為我國海洋大數據智能計算的前沿力量，依託海洋大數據國家地方聯合工程研究中心，研發了一系列海洋數據智能處理算法，能夠快速處理海量海洋數據，為實驗室提供了強大的技術支撐。

“我們研發的智能算法，能夠自動剔除錯誤數據、補充缺失數據、統一數據格式，就像給數據做了一次全面體檢和整理歸檔，將數據清洗效率提升40%。”江蘇省海底通信與感知重點實驗室副主任殷波介紹，通過邊緣計算，實驗室將實現數據的實時處理與深度分析，為海洋環境監測、防災減災、資源開發等提供及時可靠的決策支撐。

“我們將大力推進深海技術與智能裝備創新平台建設，以科技創新與産業創新深度融合為路徑，建成國內領先、國際一流的高水平學術平台。”許人東&&，未來三年內，實驗室將建成三個高水平創新人才團隊，突破三項前沿技術、攻克三項關鍵技術、牽頭或參與制定三項國內外標準。這些核心目標，將推動我國在海洋通信與感知領域從跟跑向並跑跨越。