水下光通信技术介绍
2022.08.02
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  水下光通信技术是一种新型的水下无线通信技术,以可见光信息为载体,调制高速脉冲数字编码,通过水下通道高速传输信息。具有速度快、体积小、成本低、容量大等优点。然而,由于水下环境复杂多变,稳定、可靠、高速的水下光通信技术和水下光通信的工程应用亟待突破,是一款用于工程应用的高稳定性水下光通信终端。突破了如何保证通信速率、通信距离、误码率和系统可靠性等一系列关键技术问题。

  随着可开发土地资源的日益稀缺,大多数国家将开发利用海洋资源作为重大发展战略,水下通信技术应运而生。在信息化和大数据时代,传统的水下有线通信、水下无线电波通信、水下声波通信由于成本高、通信速率低、体积大、多普勒效应显着等问题已不能满足发展需要。相反,水下光通信技术正在兴起,发展势头良好。

  水下光通信技术是一种新型的水下无线通信技术。以可见光信息为载体,调制高速脉冲数字编码,通过水下通道高速传输信息。具有以下优点:

  (1)传输速率高。光波在水中的传输速率可达Gbps量级,满足大容量数据传输和实时数据传输的要求。

  (2)传输距离长。通过理论和实验论证,激光水下很大穿透深度可达600m。虽然无法与声波相媲美,但其穿透深度完全满足水下对潜艇通信的要求,远大于无线电长波的水下穿透深度。

  (3) 高带宽。光波的高频使其具有很强的承载能力。

  (4)随着固态激光器和光电转换器件的发展,光通信收发器的体积、功耗和成本越来越低。

  (5)保密性好,安全性高。

  由于水下环境的特殊性,水下光通信面临诸多技术难题。

  (1)光在水中衰减大,不同水质衰减程度不同,传输距离不同。

  (2) 水下传输容易出现光束传播和多普勒效应,严重降低了水下光通信的性能。

  (3)水下通道复杂,光链路易受波浪、湍流、水中悬浮物、气泡等的影响。稳定、可靠、高速的水下光通信技术和水下光通信的工程应用亟待突破。