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水下光学通信模块和组网

LUMA™ 水下光通信产品概述

LUMA™系列光学调制解调器机身紧凑、节能高效,可在浅海至6000米深海稳定运行,峰值通信速率高达10 Mbit/s,最大传输距离可达50米。LUMA X采用即插即用灵活架构,支持10Mbit/s带宽高清视频实时无线传输,可稳定穿透水空交界面,是恶劣水下环境中有线线缆的优质替代方案。

LUMA X可搭建高速低延迟水下通信链路,为水下结构数字孪生、实时监测系统提供核心数据传输支撑。设备能耗表现领先行业,单位数据能耗相较主流声学调制解调器低1500倍,依托小型化、低功耗、超高速率三大核心优势,为水下资产监测、海底巡检打造全新无线通信解决方案。

设备可为常驻式AUV提供稳定无线高清视频通道,实现远程可视化操控;广泛适配海上能源施工、水下巡检运维、海底海量数据无线回传场景;海洋科研领域可对接ADCP、水下相机、各类海底传感器,作为常态化环境数据上行传输通道。

对比传统水声通信,LUMA X具备超高带宽、超低延迟、极低功耗核心优势,完美覆盖水下传感器数据回传、ROV/AUV与深海基站无线互联需求。整机适配电池供电长期水下作业,硬件兼容以太网、RS232、RS485多类通用协议,可直接替换现有有线通信系统,改造适配成本低。

品牌力量 · EPFL 走出的水下光通信先锋
10 Mbit/s
峰值速率,水下高清视频实时无线传输
50 m
最大传输距离(LUMA X-UV MKII)
6,000 m
全系耐压深度(X 系列可选 12,000 m)
1,500×
单位数据能耗较声学调制解调器更低

EPFL 孵化:Hydromea 是瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)孵化的硬科技公司,创始人 Felix Schill、Alexander Bahr 自 2003 年起研究水下无线通信,于 EPFL 完成 LUMA 产品化,总部位于瑞士洛桑。

蓝绿光窗口:电磁波在水中迅速衰减,唯有蓝绿光波段存在「透明窗口」——LUMA 用高速闪烁的蓝光脉冲承载数据,实现类 Wi-Fi 的水下无线连接。

深渊实证:早在产品化初期,LUMA 即由德国阿尔弗雷德·魏格纳极地与海洋研究所(AWI)在太平洋 4,280 m 深处完成实战测试。

产业认可:经 Ashtead Technology 等集成商,LUMA 间接服务 Shell、BP、Chevron、Equinor、Total 等能源巨头的水下监测项目,并入选英国油气技术中心 TechX 加速器。

全系列产品矩阵:七大型号覆盖全场景

■ LUMA X-UV MKII(二代抗环境光旗舰)——395nm 紫外光谱,距离由 30 米提升至 50 米,10 Mbit/s,支持蜂窝组网漫游

■ LUMA X(旗舰高速型)——10 Mbit/s 峰值速率、50 米距离、120° 广角光束,ROV/AUV 无线高清视频回传首选

■ LUMA X-UV(抗环境光型)——紫外光谱通信,60° 光束,强光浅水工况下依然稳定,10 Mbit/s 高速率

■ LUMA 500ER(长距低功耗型)——500 Kbit/s、水下 50 米(空气中 100 米),夜间深海批量数据回传利器

■ LUMA 250LP(超低功耗型)——250 Kbit/s、7 米距离,休眠功耗<10mW,电池供电设备长期值守专用

■ LUMA 100(超短距节点型)——115 Kbit/s、2 米距离,替代水下湿插拔接头,即靠即连

■ LUMA™ 500 FLEX(嵌入集成型)——全球最紧凑机身(ø50×26mm),SWiG 兼容,可直接嵌入传感器壳体

七大型号均支持6000 米级耐压(LUMA X / X-UV 可选 12000 米)、宽电压 12-36V 供电、软件可配置接口,按需选型即可覆盖从厘米级嵌入集成到 50 米级高速组网的全谱系水下无线光通信需求。

技术原理与核心优势

LUMA™ 系列采用LED 广角散射光通信技术路线,与需要精确对准的激光通信方案不同,120° 锥形光束让两个通信节点在大幅姿态晃动下仍能稳定建链,ROV/AUV 无需悬停对准即可完成数据交互,大幅降低水下作业难度。

对比传统水声通信,光通信具备超高带宽、超低延迟、极低功耗三大优势:单位数据传输能耗较主流声学调制解调器低约 1500 倍,且不受多径干扰影响,近距离内速率可达声学方案的数百倍。

全系支持错误检测、FEC 前向纠错、光学自动唤醒等软件特性,可按需升级数据链路加密与临时自组网功能;串行接口软件可配置,兼容以太网、RS232/RS485 通用协议,可直接替换现有水下有线连接系统。

典型应用覆盖:ROV/AUV 无线高清视频流、海底着陆器与观测站数据回收、水下滑翔机巡检数据采集、海底油气与新能源设施在线监测、分布式海底观测网络组网。

最新动态:LUMA X-UV MKII 正式发布

Hydromea 已正式发布第二代抗环境光水下光学调制解调器 LUMA X-UV MKII:采用 395nm 紫外光谱通信,有效通信距离由 30 米提升至 50 米,最高速率 10 Mbit/s,在强环境光浅水环境下依旧保持稳定链路。

普思海洋已将 LUMA X-UV MKII 同步引入中国市场,可为国内海洋工程、水下机器人、海洋科考用户提供原装产品、技术支持与组网方案设计,欢迎来电咨询。

LUMA X MKII 高速水下光学调制解调器(Hydromea 官方)

LUMA X MKII 高速水下光学调制解调器(Hydromea 官方)

全球标杆应用案例
AWI | 太平洋 4,280 m 深海实测
德国 AWI 极地与海洋研究所是 Hydromea 的第一个科研客户:LUMA 在太平洋 4,280 m 深处完成高灵敏度长距光通信验证,奠定产品深海基因。
Ashtead × Total | 北海井口监测
2018 年 11 月 Ashtead Technology 将 LUMA 集成进 AMS+ 自主监测系统完成全球首次商业部署;2019 年初 Rever Offshore 在 Total 北海钻井项目中用 LUMA 实现 ROV 距井口 8 m 无线取数。
AWI × MPI × GEOMAR | 4,000 m 科考航次
2019 年 Sonne 号科考船航次中,AWI 与马克斯·普朗克海洋微生物研究所把 LUMA 装上 GEOMAR 的 ROV KIEL6000,在 4,000 m 水深与海底仪器直接光通信,现场核查传感器状态并重置参数。
海上施工 | 水下姿态数据秒级回传
Rever Offshore、Ocean Installer、i-Tech7 等施工方在水下结构安装中用 LUMA 把陀螺盒的横摇/纵摇/艏向数据实时传给观察 ROV,让甲板吊机操作手第一时间掌握水下动态。
LéXPLORE | 日内瓦湖长期湖泊观测
在 EPFL 旁的 LéXPLORE 研究平台,LUMA 一头接海底数据记录仪、一头接水下机器人,传感器数月不下水回收也能随时无线下载数据、检查仪器健康。
常驻式 AUV | 无线高清视频通道
为常驻海底的 AUV 提供稳定无线高清视频回传,实现远程可视化操控;也是水下结构数字孪生、海底观测网数据上行的高速通道。
技术资料下载

Datasheet | LUMA X(旗舰高速型)(官方 PDF,点击下载)

Datasheet | LUMA X-UV(抗环境光型)(官方 PDF,点击下载)

Datasheet | LUMA 500ER(长距低功耗型)(官方 PDF,点击下载)

Datasheet | LUMA 250LP(超低功耗型)(官方 PDF,点击下载)

Datasheet | LUMA 100(超短距节点型)(官方 PDF,点击下载)

Datasheet | LUMA FLEX(嵌入集成型)(官方 PDF,点击下载)

应用案例

全球首次海底到云端实时高带宽无线数据传输示范
2023 年,Equinor(挪威国家石油公司)在挪威近海以 LUMA 光通信机将海底传感器数据无线实时传至云端,打通海底资产数字孪生链路。
来源:Marine Technology News、Hydromea 官网
主要应用
通过ROV/AUV无线读取着陆器与海底基础设施数据
电池供电水下设备低功耗高速通信
AUV/ROV专用无线高清视频流
深海观测站点海底无线通信组网
产品特点
高数据传输速率
长距离稳定传输
完整的双向收发器
超紧凑、轻量化,适配小型ROV/AUV
宽范围供电电压兼容
数据链路加密,支持点对点网络(可选)

相关参数

型号峰值速率最大距离光束角发射功率耐压深度尺寸定位场景
LUMA X10 Mbit/s50 m120°2-20 W6000 / 12000 m126×ø60 mm高速视频回传
LUMA X-UV10 Mbit/s50 m60°2-17 W6000 / 12000 m126×ø60 mm抗环境光(浅水/强光)
LUMA X-UV MKII10 Mbit/s50 m60°2-17 W6000 / 12000 m126×ø60 mm二代抗环境光·蜂窝组网
LUMA 500ER500 Kbit/s50 m(空气100 m)120°2-5 W6000 m100×50×30 mm长距低功耗回传
LUMA 250LP250 Kbit/s7 m120°2-5 W6000 m100×50×30 mm电池设备长期值守
LUMA 100115 Kbit/s2 m120°2-5 W6000 m100×50×30 mm替代湿插拔接头
LUMA™ 500 FLEX500 Kbit/s100 m(空气450 m)20°2-5 W26×ø50 mm / 49 g传感器嵌入集成

注:全系列供电电压 12-36 V,支持错误检测、FEC 纠错、光学自动唤醒;接口兼容以太网 / RS232 / RS485(FLEX 为 RS232/RS485);数据链路加密与自组网功能可按需定制。实际通信距离受水质浊度与环境光影响。

拿不准选哪款?把需求发给我们
从方案设计、设备选型,到安装调试、海试培训和保障维修,我们关注每一项技术在真实任务中的可用性与完整交付。如果您拿不准用哪款?可以把需求发我们。
  010-8859 4300(周一至周五 9:00—17:30)
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