水下光通信技术数据
2022.12.14
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  水下光通信技术实现数据和能量的双重传输,近年来,在利用光通过空气传输信息和数据,甚至远距离为各种设备供电方面取得了长足进步。然而,在水下实现这样的目标有点棘手。

  近期,开发出一种新方法,可以利用水下光通信传输数据和能量。海洋充满了丰富的资源和等待被发现的奥秘。随着海洋被大量开发,需要部署越来越多的水下传感器网络来收集信息。目前,在水下远程传输信号的常见方法是通过声波,因为声波很容易在水中长距离传播。然而,声波不能像光一样携带大量数据。可见光通信可以提供超出传统声学技术能力几个数量级的数据速率,特别适用于需要高带宽的新兴水下应用场景。

  另一方面,水下光通信为水下传感器和其他设备供电是另一个挑战,因为在海洋环境中更换电池特别困难。任何使用太阳能电池板通过光信号接收数据的设备也可以同时用于收集能量。在这种情况下,经过传感器的自主水下航行器可以使用激光来收集数据并将电力传输到设备。

  目前,有效的方法是将光信号的功率分为交流电(AC)和直流电(DC),其中交流信号用于传输数据,直流信号用作电源。

  在尝试建立一种不同的方法,通过根据需要在能量收集和数据传输之间进行战略性切换来优化性能。技术不仅复杂,而且在效率上至今也没有超越传统的ADS。开发了一种新的优化算法,可以更高效地从光谱中提取能量,这使得新的SLIPT优化明显优于传统的ADS。

  尽管海水中的电导率、温度、压力、电流和生物污染现象对水下通信提出了额外的挑战,但利用光进行无线电力的可行性已在水下环境中得到成功证明。

  可见水下光通信商业化将是必然趋势,可见光通信的不断发展将给水下调制解调器带来质的飞跃。因此,未来的一个方向是探索优化水下自主航行器轨迹的方法,这些航行器通过可见光通信,有朝一日可以穿越世界上广阔的海洋。