無線電波中，能夠穿透海水的只有長波通訊，這是潛艇使用最早，使用最廣的通訊方式。海水也是一種導體，它也是能夠傳播電磁波的，只不過是海水對於電磁波的吸收能力更強，而且是頻率越高電磁波束衰減越快。電磁波和聲波傳輸不同，電磁波在海水中就等於是有阻力，這個阻力比空氣中大800倍，所以，能在空氣中傳送的電磁波就未必能在海水中傳輸，真空狀態下比空氣中還要效率好。聲波需要有彈性介質，海水比空氣介質密度大，因此，聲波在水中比在空氣中更容易傳輸，這就是潛艇使用聲吶而不使用電磁波的原因。問題是潛艇是需要和外界聯絡的，因此，通訊使用的電磁波就必須要透過海水，這就是長波臺的由來。

雖然長波臺能夠實現1萬公里以上的傳輸距離（波長約1000～約10000公里），但太費錢了，一個天線的長度超過100公里，而而是一個陣列天線，如果長波臺的波長是1000公里，需要採用1/8波長天線，相當於1000÷8=125公里長的天線。美國的長波基站的天線長度超過135公里。長波基站光有天波天線不行，還要有地網，整個工程量太大，不是誰都能搞得起。

長波臺雖然能夠實現潛艇通訊，但就目前的技術而言，只能說是起到了一個“BB”機的作用，並無法做到“手機”式的快速通訊，而且速度非常慢，要發個“微信”也要幾十分鐘。通常情況下潛艇在接收到長波訊號時都採用升起通訊浮標，這樣更快速點。長波臺還有一個缺點，藏不住，誰有長波臺，在什麼地方並不是什麼秘密，天線基陣太扎眼了，長波臺也是一個固定的通訊裝置，所以，戰爭狀態下很容易被摧毀。正是這個原因，陸基長波臺顯然並不可靠，於是美國首先就想到了採用中繼機來實現潛艇的通訊。

美國從上世紀六年年代就操持潛艇中繼機，目前已發展出了三種經典型號，1962年研製的EC-130G/Q“急先鋒”潛艇中繼機，由C-130G“大力神”運輸機改裝而來，主要是給當時的“北極星”戰略核潛艇擔任中繼通訊任務，改該型是一個系列型號，共製造了18架，具備10小時以上的續航力。第二代是1969年投入使用的E-6A潛艇中繼機，由波音公司負責研製，主要是給“三叉戟”戰略核潛艇提供通訊服務。第三代屬於E-6A的改進版本，即1997年服役的E-6B“水星”TACAMOⅡ 通訊中繼飛機。B型的最明顯改進是加裝了“空中發射控制系統”，既能和美國現在的核潛艇通訊，又能控制陸基洲際彈道導彈發射的指令和通訊，相當於美國整個核力量的一個空中指揮所。

美國的潛艇中繼機主要是戰爭狀態下使用，可以有效的保持戰略打擊能力，要比長波臺更加節省時間，同時能夠把陸基、海基、美軍戰略指揮機構、總統核按鈕、各指揮機構聯絡起來，從整體上保持了美軍戰略威懾能力。中繼機雖然好，也是有時間段的，中繼機並做不到直接和超過一定深度的潛艇實時通訊，需要潛艇升起通訊浮標，相當於擔任了長波基站被摧毀後的一個備胎。潛艇中繼機通訊時要伸出兩個長上千米的拖曳天線，核潛艇在最佳深度釋通訊浮標，潛艇不需要上浮到水面，減少被發現的機率。

未來，採用藍綠鐳射通訊技術是一個最理想的潛艇通訊技術，藍綠鐳射可穿透海水。總之，目前來說，潛艇中繼機的效率要比長波臺更好，但是也有所限制，受潛艇離飛機基地距離的影響並不能全海域執行任務，當然，戰略核潛艇不需要過於接近對手，但中繼機也會暴露潛艇的大概海域。隨著武器裝備技術的發現，潛艇中繼機必然要有所替代，例如，無人中繼機，天基衛星通訊技術、潛艇接收通訊技術的發展，必然是一個大方向。

某年某月的某一天,美國突然遭到R國潛射巡航導彈的攻擊,位於五角大樓的國家軍事指揮中心和聯邦境內的陸基對潛通訊系統癱瘓。正在空中執勤的若干架E-6B潛艇通訊中繼機接到命令後緊急飛赴大西洋和太平洋上空,向巡弋在大洋深處的"俄亥俄"級戰略核潛艇緊急發出戰略反擊命令。隨即,幾艘"俄亥俄"級核潛艇上浮到預定深度,向R國發射了X枚"三叉戟"潛射彈道導彈……以上是美國軍方關於未來核戰爭的若干預想方案之一。

這是美軍針對岸基大型潛艇通訊雷達被摧毀後給出的另外一種解決方案，之所以發展潛艇通訊中繼機有很多原因：

一、我們知道潛艇在水中最好的躲避方式就是深潛到深海中，這樣一可以隱藏自身行蹤，第二還可以躲避敵方水面艦艇、空中反潛機等反潛打擊，但是潛艇在依靠海水隱藏自身的同時，也讓潛艇自身與外界通訊變得困難，唯一能夠有效與外界聯絡的方式就是依靠長波通訊，雖說長波能夠穿透海水，並且在水中作用距離比聲波還遠很多，但是對於遠在陸地的潛艇指揮中心而言，選擇在陸地建設大型長波雷達雖然能夠解決陸基指揮和潛艇之間的通訊需求。但是陸基長波雷達除了建設週期長、造價高昂、及其容易被敵方衛星發現外，還有一個很大的缺點就是受限於長波在空氣電離作用下容易發生衰減導致長波傳輸距離很難覆蓋全球外，就是在戰時這種固定不動、且體積龐大的長波雷達肯定會成為敵方最先攻擊的目標之一。

所以這個時候就像當初為了增加雷達探測距離將雷達搬上飛機研發出空中預警機一樣，將長波雷達搬上飛機也就成為了解決陸地和潛艇通訊的”潛艇通訊中繼機“。簡而言之潛艇通訊中繼機就是給潛艇和陸地潛艇指揮中心做通訊資訊傳輸中轉的，相當於一個飛行在空中，可以對航行在全球任何海域的己方潛艇發出通訊指令，並將指令回傳給後方指揮中心的空中資訊中繼器一樣，而且藉助飛機更遠的飛行距離優勢，不光極大的降低了潛艇全球航信通訊困難的問題，而且藉助飛行路線隨時變化的優勢，也降低了被敵方根據潛艇通訊中繼機反查到己方核潛艇行蹤的可能，極大的提升了潛艇的生存能力。

不過全球範圍內裝備有潛艇通訊中繼機的國家卻只有美俄兩個國家，作為早在美蘇爭霸時期就出現的潛艇通訊中繼機也成為了當時美蘇在海洋爭霸中的重要一環。當然要說現役潛艇通訊中繼機的代表之作還得是美國海軍現役的E-6B通訊系統中繼飛機和戰略機載指揮飛機。

不過在E6B之前最早的時候，也就是上世紀60年代戰略核潛艇開始具備初步作戰能力後，美國就率先在C130G運輸機的電子戰版本基礎上研發了EC-130G通訊中繼機，該機透過脊背搭載的一臺甚低頻發射機，以承擔其美國海軍當時唯一的”北極星“潛射彈道導彈的遠端通訊保障任務。

到了上世紀70年代後期，隨著美國海軍開始批次裝備更先進的俄亥俄級戰略核潛艇和其配套的三叉戟潛射洲際導彈後，現有的EC-130G通訊中繼機已經不能很好的保障射程更遠的三叉戟潛射導彈遠端通訊保障任務，特別是隨著導彈射程的增加後，對於通訊中繼機這一戰爭爆發時期用於國家戰略通訊保障時，如何保障中繼機不會被核爆炸產生的電磁脈衝所燒燬，所以除了要對全機的電子裝置進行防電磁遮蔽處理外，更要對整架飛機的所喲電子裝置進行防生化加固處理。但是現役的EC-130G畢竟是一架採用渦槳動力的中型運輸機，機身潛力早已深掘殆盡。所以這個時候美海軍就看中了已經在空軍擔當主力飛行平臺的B367-80飛行平臺，也就是B707客機的驗證平臺。

基於B367-80飛行平臺而來的E6A通訊中繼機開始替代老舊的EC-130G執行俄亥俄級戰略核潛艇的通訊中繼保障任務，該機由於飛行平臺的優勢提升後，無論是在機身內部空間、載重量還是飛行時間、飛行里程以及內部環境上都要比早前的EC-130G更為優秀。特別是在對潛艇的通訊中繼上，藉助更加先進的飛行平臺優勢，E6A通訊中繼機採用了功率更高、低頻訊號傳輸距離更遠、訊號更強烈的雙拖拽天線設計。

到了上世紀90年代中期，所有的E6A又增加了”空中發射指揮系統“使其可以直接在空中指揮陸基民兵3彈道導彈的發射路線和末端突防方式，直接鼎升為可以直接指揮海基和陸基兩種核武器的”末日指揮所“。

相比美國海軍擁有多達16架左右的潛艇通訊中繼機而言，另一方的蘇俄海軍只裝備了一個型號數量也只有6架的圖-142MR潛艇通訊中繼機，其機腹有一套代號為“鷹”的超低頻通訊系統的天線和絞車，天線完全展開時，全長8公里，可和颱風級、D級彈道導彈核潛艇通訊，還可和莫斯科紅海軍總部直接聯絡，甚至可一鍵撥號到最高統帥的辦公桌上。