从2003年，灯塔海洋研发公司开始尝试研制一种可以广泛用于各种海况下的海洋环境观测网，最终选择了当时处于技术前沿的有缆观测网技术来实现实时环境观测。这一技术开发的目标用户主要是工业界，尤其是海上油气公司，以及各种级别的海洋环境监测机构。灯塔海洋研发公司经过和多个国家洽谈协商，最终和阿曼农业和渔业部达成合作共识，选择北阿拉伯海作为海洋观测网实验海区。该观测网主要利用光缆作为传输方式，并结合公共电信数据线和卫星数据传输等多重数据传输手段，可以瞬间将数据传输到世界任何地方，满足用户需求。北阿拉伯海观测网采用双向数据传输，数据中心位于美国休斯敦，在该中心可实现实时数据传输、实时监控和远程仪器设备控制、设备异常排查和整个系统的重启等。
系统所需电力由光缆持续不断地传输给系统中的设备和仪器，光缆的另一端连接到一个全自动化的无人海岸基站中。这一岸基站位于阿曼，平时采用当地的供电系统给观测网络提供持续不断的电能。另外，无人岸基站中还备有完备的柴油机发电系统，以备出现停电时自动启动。
5.2.1 观测系统组成
北阿拉伯海观测网共分为深水和浅水两个独立的观测网（图5-1），每个观测网配有一个独立的海岸基站。
1.浅水系统
浅水观测网络（LORIⅠ）于2005夏季建成和投入运行，并一直正常运行到2014年项目结束。作为灯塔海洋研发公司的旗舰系统，浅水系统位于阿曼海的北部（图5-1）。该系统有5个海洋观测节点和1个岸上无人自动化岸基站组成，节点和岸基站之间由光缆连接，构成一个完整的网络。整个系统横跨阿曼海北部的大陆架和大陆坡，水深60～1350m。靠近海岸的4个节点由4个潜标组成（图5-1（b）），上面安装了8个安德拉海流剖面仪（Aanderaa Recording Doppler Current Profiler，RDCP）。RDCP主要用于海流剖面观测，另外可同时观测水温、电导率（盐度）、浊度、溶解氧和水压（深度）；远离海岸的1个节点由1个地震海啸预警系统（Seismic Tsunami Early Warning System，STEWS）构成。STEWS是灯塔海洋研发公司和美国伍兹霍尔海洋研究所的科学家共同开发的，它提供连续的、实时的数据，用于当地的地震预警以及为全球地震研究中心提供数据。STEWS是在2007年被追加到LORIⅠ系统中的，以测试系统的可拓展性并运行至项目结束。
2.深水系统
深水系统（LORIⅡ）主要位于阿曼Rasal Hadd海岬的外海海区沿3000m等深线分布（图5-1）。虽然深水有缆海洋观测系统于2010年1月才正式启动，但相关数据的采集可追溯到2005年。在2005年夏天，当浅水观测系统投入使用的时候，灯塔海洋研发公司就投放了三个内储式自动化的海洋观测站到后来的LORIⅡ有缆海洋观测节点的位置上。同时，第四个自动化海洋观测站被投放到了Murray洋脊周围3000m水深的地方（图5-1）。对于深水观测网的选址，主要考虑洋流的研究。这一海区是来自阿拉伯海、红海、波斯湾和阿曼海的几个水团的交汇处，为研究复杂多变的洋流现象提供了一个极好机会。深水LORIⅡ光缆系统的每一节点由一根长达2500m的潜标，连接着7个安德拉海流剖面仪和1个声学多普勒海流剖面仪（ADCP），用于观测自海表到3000m海底的海流和其他水文要素。深水光缆系统采用了类似浅水系统的技术，但系统的稳定性却低于浅水系统，尤其是ADCP的故障率远高于浅水系统的RDCP，表明随着水深的增加，系统的设计和建设难度也随之增大，很多在浅水可用的技术，在深水可能会出问题。
5.2.2 系统的设计、安装和维护
在深海区作业，尤其是像阿曼海这样动力过程非常复杂的海区，对整个观测网的设计、建设、运行和维护都提出了诸多全新的挑战。在建造北阿拉伯海洋观测网时，有缆海洋观测还是一种全新的技术，没有前人的经验和教训可以吸取，加上缺乏历史观测，人们对该海区的了解非常有限，甚至连基本的环流结构都不清楚。此外，在建网的过程中还遇到了其他一些技术难题，如仪器的选取。为了实现该网络的可扩展性，在仪器的选取中要注意选择可适性比较高的仪器。同时系统设计中，还要考虑这个系统在强流下的垂向稳定性和一些无法预测的问题，如化学腐蚀、生物附着等。除此之外，如何准确观测强流是系统设计时必须考虑的因素。虽然多普勒海流剖面仪可以在有一定倾角的情况下使用，但要想得到可信的数据，这个角度要小于20°。为了保持仪器在水中垂直，就需要有更大的浮球和更粗的缆绳，这样就需要更重的浮标底座来锚定这个系统。当整个系统变得更重时，经费支出也就随着直线增加。所以，合理的系统设计的关键在于找到一个理想的平衡点。
北阿拉伯海观测网安装的准备和实施过程同样需要考虑许多问题。在安装系统前，需要对作业海底做一次系统的调查，这主要是为了在安装前确定一条合理的光缆铺设路由（图5-2）。系统安装时，光缆和基站节点需要在投放潜标前完成，然后是投放潜标，再通过水下遥控机器人（ROV）把潜标连接到海底基站上，最后开始启动供电和数据采集系统。在潜标需要维护和保养时，水下遥控机器人将潜标底座和上面的部分断开，底座留在水中，上面的浮球、缆绳和安装的仪器浮到水面，然后再回收到船上进行清理、维修和更换。光缆连接的水下基站上有一个便于水下遥控机器人操作的湿插拔连接器，其主要是为了方便以后增加或更换不同种类的仪器和传感器。湿连接口是整个系统最容易出问题的部分，在设计系统的时候要尽量减少湿连接口的个数，比如在深水系统中，2500m长的潜标只有一个湿连接口，其他均为干连接口。当潜标安装完后，再由水下遥控机器人将系统连接到基站上的湿插拔连接器上。
图5-2 北阿拉伯海观测网海底光缆的安装过程图片和光缆水下节点
（a）（b）光缆从岸上由船沿着预定路线铺设，在铺设前，暂时用浮球漂浮在水面上；（c）海底铺设的光缆；（d）水下地震海啸预警系统的设计示意图；（e）光缆上的湿插拔口；（f）ROV通过湿插拔口连接潜标和基站节点上的光缆
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