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目前在海洋中，已经有一些通信网络在运行，以支持海运、渔业和国防。本节主要关注民用领域的通信网络，它们主要包括海事无线电、AIS、陆基无线接入系统、卫星系统、水下无线系统和海底观测系统。
如文献[21]所述，海事无线电的频段包括高频（HF）、中高频（MF）、甚高频（VHF）和超高频（UHF）。HF通常用于低速率数据（如50～100bit/s）传输和远程语音通信。VHF（156～162.025MHz，信道间距分别为25kHz和50kHz）可提供超过100km的语音通信。增强的甚高频可以支持数字应用，例如，基于HF/MF的Navtex在370km范围内发送速率为300bit/s [22] 。基于VHF的数字选择性呼叫（DSC）允许按一个按钮以1.2kbit/s的速率发送遇险信号。VHF数据链路（VDL）支持9.6kbit/s的AIS。
目前VDL的通信容量已不能满足对AIS数据通信日益增长的需求，因此增强VHF数据交换系统（VDES）已被研发出来 [23] 。VDES采用6个甚高频信道，并联合使用正交频分复用（OFDM）和分布式天线技术 [24] ，提供高达302.2kbit/s [25] 的数据速率。类似地，在450～470MHz的6个超高频信道，采用较窄的信道间隔，用于支持船舶上的通信 [26] 。
由于分配给海事无线电的带宽有限（约6.025MHz），VDES不能满足许多新的海上通信应用的需求，进一步提高容量也非常困难。国际海事组织确立的电子导航需要在船舶和海岸之间进行更多的实时数据交换，主要包括天气、冰图、导航辅助设备的状态、水位和港口状态、航行信息、乘客清单和到达前报告等 [25] 。此外，无人船舶需要海岸中心远程控制，需要大量的数据通信，其速率估计为4Mbit/s [6] 。同样，许多日常互联网应用的数据速率已超过了VDES的能力，例如，视频源速率为250～4000kbit/s，而IP头 [27] 还将产生原始音频12.5%～55.5%的额外开销。
作为全球海上遇险和安全系统（GMDSS）的一部分，AIS用于自动识别和定位船舶、导航和避免船舶碰撞。岸基AIS站收集装备了AIS的船的信息，如位置和速度，并将其发送到AIS操作中心；该中心连接到全球船舶位置数据库 [28] 。船舶通过海事无线电或卫星与海岸电台交换AIS报告；相邻的船舶可以直接交换AIS报告，定期传输船舶位置信息，以确保其邻居实时知道其位置。运行中的船舶可以被实时追踪，避免碰撞 [29] ；多个船舶也可形成船舶自组网（SANET）。北斗导航卫星系统也为渔业管理提供了类似的功能，除了定位，它还提供短信通信功能，将渔船的位置、速度、航向等信息发送到管理中心。
AIS使用两个指定的VHF信道和一个基于时分多址（TDMA）的介质访问控制（MAC）协议进行数据传输。所有使用AIS的船只都通过GPS进行同步。MAC帧分成多个时隙，每个时隙可以用于传输报告，其中包含身份、位置、速度和航向等信息。根据国际海事组织的规定，所有在国际水域超过300t和非国际水域超过500t的船舶，以及所有客船都必须安装AIS [30] 。由于AIS应用的普及、岸与船和船与船间数据交换需求的不断增加，VDL的通信容量已显得不足。
该系统是端到端网络连接的最后一段，通过它，用户才能够接入网络。它们主要包括移动通信系统 [31] 和局域、广域无线网络。它们能提供比海事无线电更高的传输速率，可达数百Mbit/s，覆盖半径高达100km [17] 。然而，它们需要固定的基础设施，如基站，这很难被部署在海洋中。目前，它们主要被部署在沿海地区，为港口和繁忙水道及周边的居民和船只提供上网服务，覆盖范围有限 [17] 。2008年，新加坡政府启动了一项为期3年的项目，为港口提供移动宽带接入服务。它使用至少6个WiMAX基站，每个通信距离可达15km [32] 。2015年，山东长岛部署了一个基于4G的远程移动通信系统 [17] 。
卫星技术是目前唯一能提供全球互联网服务的技术，长期以来也一直用于海上通信 [33] 。但与陆基日常移动电话服务（约0.15元/分钟）相比，卫星系统提供的通信服务的性价比仍然太低 [1] 。这是因为卫星的制造、发射、系统运行和维护的成本都很高 [14] ，而且所有卫星需要成功发射和运行才能使系统按照设计工作 [34] 。除了O3B，很多卫星系统不能满足前面提到的4Mbit/s的无人船舶通信要求；O3B可以提供高达800Mbit/s的数据传输速率 [6] 。
许多无线网络已经被部署在水下，大多数是水声网络。例如，Seaweb被设计用来使海底传感器网络能长期用于气象观测和海底通信及导航 [35] 。它的覆盖范围为100～10000km 2 ，但其电缆/浮动传感器阵列可能受拖网、盗窃和船舶交通的影响。2001年6月建设的Seaweb是一个14节点的海底网格，2003年2月在墨西哥湾东部部署的Seaweb由3个AUV、6个中继节点和2个网关浮标组成 [36] 。
1998年，Seaweb采用基于频分多址（FDMA）的MAC，使用3个交错的FDMA集，每组都有40个多级频移键控（MFSK）音调和2个码字 [35] 。50%的带宽用作保护频带，因此带宽利用率很低。例如，使用300bit/s调制的现场测试产生的净速率仅为50bit/s。因此，FDMA在随后的Seaweb实践中被抛弃 [37] 。文献[38]通过联合使用基于请求发送（RTS）和允许发送（CTS）帧的握手MAC协议以及停止等待自动重传请求（ARQ）方案，实现可靠的数据传输。
一个完善的水下网络是有缆水下观测系统，它配备了传感器来监测海洋环境，如温度、pH值、盐度、水循环和海底运动等 [10] 。它们通常采用海底电缆和光纤，为与地圈层、生物圈和水层相互作用 [39] 相关的过程监测系统提供可靠的数据通信和电力供应。所收集到的数据被工业和海洋多学科研究机构使用。典型的系统有美国的蒙特雷加速研究系统（MARS）、加拿大海洋观测网络（ONC）、日本地震和海啸海底观测密集网络（DONET）系统、欧洲多学科海底及水体观测系统（EMSO）和中国南海海底观测网络（SCSSON） [10] 。
在MARS中，一个位于蒙特雷湾表面以下891m处的科学节点，通过52km长的海底电缆和光纤与海岸相连，并连接其他节点，更多的仪器设备可以按照菊花链形式连接 [40] 。ONC有两个水下观察台，即NEPTUNE [41] 和VENUS [42] 。ONC通过互联网向外界提供安装在不列颠哥伦比亚省沿海地区的关键地点仪器所采集的实时数据流。DONET由20套海底电缆测量仪器组成，相距15～20km，用于实时监测地震和海啸 [43] 。EMSO是一个由欧洲多学科海底观测系统组成的网络，通过从东北到大西洋、地中海到黑海区域部署的设施，不断测量与自然灾害、气候变化和海洋生态系统相关的生物、地球化学和物理参数 [39] 。SCSSON于2009年在小衢山岛附近展开，它位于上海洋山国际深水港东南约20km处，用于地震、海啸、水文和气象学的综合观测，并与MARS合作进行了一系列实验 [44] 。