长波电台 说说长波通信系统，潜艇收一封电报要半个小时？

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小编上次说了用于对潜通信的长波台，天线长100多公里，很是壮观。其实长波台除了天线很长，还有另一个很奇怪的特点：通信速率低。
低到什么程度？看看美国的超长波通信系统是怎么工作的：
“超长波系统……通信速率极低，一般只能用预先约定意义的几个字母的组合进行信号通信，发3个字组组合的信号约需15分钟。”
3个字节/15分钟，差不多就是这个意思吧：

这个网速可真是难受，不要说视频聊天、LOL了，看条短信都要半个小时。可为什么长波台的通信速率这么低呢？
其实原因还是——长波台的波长太长。
（以下部分的微信包含稀奇古怪的公式，大学狗和通信狗谨慎观看以免产生身体不适）
通信载波的波长（带宽），和通信连接速率有直接关系。伟大的科学家、通信专家、《通信技术》挂科之神香农，总结出了一个以他的名字命名的公式：
C=B log2(1+S/N)

一般说来，GSM900（2G手机）的工作频段为890~960MHz。
4G手机的工作频段就比2G手机高，不同的运营商工作在1880~2700MHz之间。
加上频段/带宽分配的优化，收发标准的变化，所以4G手机上网速度比2G快得多。
那么长波台的工作频段是多少MHz（兆赫）？
长波台既不是兆赫，也不是千赫……他工作频率的单位是赫兹。
能穿透100米深海水的超长波电台，波长1000~10000公里，除以光速（30万公里/小时）可知，它的工作频率是30~300赫兹。
根据香农公式，如果log2(1+S/N)=1的话，长波台的通信速率不到300bit/s，每秒最多300个二进制数。
听起来很……还是用图说话吧

上面用调幅来举例，调频调相的图很难画。
再加上长波台是远距离通信，电波要电离层多次反射绕过地球，再穿到海水里才能被潜艇接收到，几千公里都没有通信基站，信号质量很差，实际通信效率就更低了。

也就是说，长波通信是个BB机，呼你一下，让你赶快上浮，然后再打电话。至于上浮之后核潜艇暴露的机率自然是增加了，可是今天哪个恐怖分子敢打、能打美国核潜艇呢？
不过可能有人说，再低也有30个bit每秒，虽然速度不能和宽带比，但半个小时也能发几百个字了，怎么一封三个字的电报就要发15分钟？
这就是军用通信的另一个特征：需要进行严格的加密和防伪校验。
比如，现在给本人的同事“云上的空母”发一条消息：你老婆来了速回。
此时“云上的空母”在一艘100米水下的潜艇里。
那么电文是：
#云上的空母#：你老婆来了速回
但是我们得防止有人伪造电报，否则那谁给“俄亥俄”级发一条电报“把纽约炸了”,那麻烦就了。

防伪校验打个比方就是：
//天王盖地虎，宝塔镇河妖//#云上的空母#：你老婆来了速回//天诛八尺，还我公图//
前缀和后缀都是约定的记号，这样就能防止其他人伪造电报了。
实际上现在的防伪校验码非常长，而且不是传统的约定暗号，是计算机校验程序生成的不断变化的数据。
再然后，因为远距离长波通信的信号质量非常差，所以，要采取很多措施。
比如，在通信传输中插值校验
比如，重说三——
就是一条电报要反复拍几次，直到确保潜艇收到这条电文为止。
信号质量差的时候，通信数据中要插入相当于原报文200%的数据来避免通信出现误码。
然后再重说三，又乘三倍。
回头来看，大家可以算一算，为了给“云上的空母”发7个字的短信，我们要向潜艇发多长时间的电报呢？