水下缆探讨水声信道具有以下几个方面的特点。水下缆是无线通信领域中最为复杂的一种信道,这是由声波在海洋中传播过程中受到海面的波浪起伏、水下缆海底的分层不均匀和不平整、以及海水介质的非均匀性所产生的散射、折射效应而造成的。
另外,浅海水声信道的复杂性还体现在它会随着时间、空间而变化。声波在海水这种不均匀介质中传播时,由于吸收、波阵面的扩展以及各种不均匀性散射等原因,会造成声波强度在传播方向上的衰减,这称为传播损失,它主要由扩展损失和衰减损失两部分组成。扩展损失是指声信号从声源向外扩展时有规律减弱的几何效应,又称为几何损失(在无限非均匀的介质空间,几何损失属于球面扩展损失,而在非均匀有限空间,几何损失则是非球面扩展损失,损失的大小与声速分布和界面条件有关)。衰减损失包括吸收、散射和声能量泄漏效应。吸收是指由于介质的粘滞、热传导以及其他驰豫过程引起的衰减;散射是由泥沙、气泡、浮游生物等悬浮粒子以及介质的不均匀性造成的。对于窄带信号,介质的吸收引起声信号幅度和能量的衰减,对于宽带信号,色散效应可以导致信号波形产生畸变。
由于吸收系数会随着频率的增加而迅速增加,导致传播衰减急剧增加,这就严重限制了水声信道的可用带宽。比如,云南水下缆价格在几十米的短距离通信系统中,云南水下通讯机价格可用带宽约为几百k Hz,而在几十到100 km的远距离通信系统中,可用带宽只有不足1 k Hz。