一、核心需求与挑战

海上运输、渔业养殖、深海能源勘探等行业的蓬勃发展，对远距离通信提出了严苛要求。这些场景不仅需要稳定传输语音、数据，还需支持高清视频监控、实时监测数据回传等业务，核心是突破地球曲率导致的视距限制，同时应对海洋环境的多重干扰。

当前面临的主要挑战包括：

●  信号衰减剧烈：海水对电磁波的吸收、散射作用强，加上风浪、雾气、降雨等气象因素，会导致信号快速衰减，尤其在高频段更为明显。

●  设备环境适应性要求高：海上高湿度、强盐雾、剧烈温差及船舶振动，要求设备具备 IP66 及以上防护等级，且能耐受 - 40℃至 70℃的温度波动。

●  覆盖成本与扩展性难题：传统岸基基站覆盖范围有限（一般 30-50 公里），而大规模建设海上基站成本高昂；同时，随着海上作业船只增多，网络需具备灵活扩容能力。

二、主流技术方案

（一）微波通信方案

●  技术原理：选用 Ku 频段（12-18GHz）和 Ka 频段（26.5-40GHz），利用电磁波直线传播特性，通过高增益定向天线将信号聚焦传输。当传输距离超过单跳视距（通常 50-100 公里）时，在岛屿或海上平台部署中继站，形成 “岸基 - 中继 - 船载” 的多跳链路，实现超视距覆盖。

●  核心优势：

1.带宽充足，单链路速率可达 100Mbps-1Gbps，能满足 4K 高清视频实时传输需求。

2.受电离层波动影响小，信号稳定性优于高频（HF）通信，误码率可控制在 10⁻⁶以下。

●  设备配置：

1.发射机功率通常为 5-20W，如某海事专用型号发射功率达 15W，配合 30dB 增益的抛物面天线，单跳传输距离可达 80 公里。

2.接收机灵敏度需达到 - 105dBm 以下，部分高端设备可低至 - 110dBm，能有效捕捉微弱信号。

3.中继站采用一体化设计，集成信号放大、频率转换模块，支持自动增益控制，适应链路衰减变化。

（二）MESH 自组网方案

●  技术原理：由多个船载或平台载 MESH 节点构成网状拓扑，节点间通过无线链路动态连接。每个节点既是终端也是中继，采用分布式路由协议（如 AODV、OLSR），能实时感知网络拓扑变化，自动选择最优传输路径。当某节点故障或移动脱离时，网络可在数百毫秒内重构链路，保障通信连续。

●  核心优势：

1.抗毁性强，无中心节点依赖，适合渔船集群、海上作业船队等动态场景。

2.支持多业务融合，单节点可同时承载 8 路 1080P 视频流、数十路语音通话及大量传感器数据，总带宽达 50-200Mbps。

●  设备配置：

1.船载 MESH 终端采用密封金属外壳，防护等级 IP67，能抵御盐雾腐蚀和短时浸水。发射功率 3-10W，搭配 8dB 全向玻璃钢天线时，单节点覆盖半径约 5-15 公里；若换用 20dB 定向天线，点对点传输距离可延伸至 30 公里。

2.系统软件具备带宽分配功能，可优先保障指挥语音、应急数据等关键业务，延迟控制在 100ms 以内。

（三）卫星通信辅助方案

●  技术定位：作为地面通信的补充，主要解决远洋及偏远海域的覆盖盲区问题。

●  主流系统特点：

1.海事卫星（如 Inmarsat Fleet Xpress）：通过高轨卫星实现全球覆盖，下行速率达 50Mbps，上行 10Mbps，支持全球海事遇险与安全系统（GMDSS），但带宽成本较高，适合关键业务备份。

2.低轨卫星（如 Starlink 海事版）：由近地轨道卫星组成星座，时延低至 20-50ms，下行速率 100-350Mbps，能支持高清视频会议等实时业务，不过终端设备体积较大（天线直径约 0.4-1.2 米），且受卫星过顶时间限制。

●  融合机制：通过智能切换网关，当船舶进入地面微波或 MESH 网络覆盖范围（信号强度≥-85dBm）时，自动切换至地面链路；超出范围则无缝切换至卫星通信，切换过程中断时间＜1 秒，确保业务不中断。

三、设备部署要点

（一）岸基设备

●  基站选址优先考虑海边高地、灯塔或专用通信塔，确保天线海拔≥30 米，如在海拔 50 米的山顶部署，配合 25dB 增益的 65 度扇区天线，可覆盖半径 80 公里的海域。

●  基站需配备双电源备份（市电 + 太阳能），并安装防雷接地系统（接地电阻＜4Ω），避免雷击损坏设备。

●  核心基站可接入光纤骨干网，带宽≥1Gbps，满足多链路数据回传需求。

（二）船载设备

●  终端安装在船舶顶部无遮挡处，天线海拔≥6 米，如大型渔船可安装在桅杆顶部。全向天线需 360 度无遮挡，定向天线则需通过 GPS 与电子罗盘联动，自动对准岸基或中继站方向。

●  设备需固定在减震支架上，耐受船舶 ±15 度的倾斜和 ±20G 的冲击，确保在恶劣海况下稳定运行。

●  小型渔船可选用便携式终端，重量＜5kg，支持电池续航≥8 小时，满足临时通信需求。

（三）中继部署

●  在离岸 50-100 公里的岛屿或海上平台部署微波中继站，采用双链路设计（主备链路），当主链路中断时，0.5 秒内切换至备链路。

●  中继站天线需配备雨衰补偿功能，在中雨天气下可自动提升发射功率 2-3dB，抵消信号衰减。

四、方案优势

●  覆盖能力均衡：近岸 50 公里内依赖微波与 MESH 组网，50-300 公里通过中继扩展，300 公里以外由卫星补充，实现全海域无缝覆盖。

●  可靠性保障：设备具备抗盐雾、防振动特性，网络采用多路径冗余设计，单点故障不影响整体通信，全年可用率≥99.5%。

●  灵活扩展：MESH 节点可随作业船只数量增减，微波中继站可根据海域开发进度逐步部署，卫星资源按需付费，降低初期投入成本。

五、典型应用场景

●  远洋船舶监控：货轮通过微波 + 卫星混合链路，向岸基指挥中心实时传输船位、机舱状态、 cargo 监控视频，支持远程调度与故障诊断。

●  海上风电运维：风电场平台通过 MESH 组网实现内部通信，同时利用微波链路将设备运行数据（如风速、发电量）回传至陆地控制中心，时延＜50ms。

●  渔场集群管理：数十艘渔船组成 MESH 网络，共享渔情信息、气象数据，岸基中心可通过该网络发布禁渔区通知、调度救援力量，单集群支持 50-200 艘船舶接入。