水下光通信的应用介绍
2023.02.08
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  水下光通信分为发射机、水下信道和接收机三部分,发射机需要采用抗干扰能力强的高效编码调制技术对发射的信息进行电调制。然后通过高速光源驱动和光源,完成电信号到光信号的转换。水下通道完成光信号的传输,同时还要考虑水环境对光信号的吸收、散射等一系列不利影响。接收端是发射端的逆过程,需要考虑光电信号转换、干扰过滤、有效解调解码等问题。这些部分看起来是单独的,但实际上是相互关联的。

  水下光通信是一种以水为介质,利用不同形式的载波传输数据、指令、语音、图像等信息的技术。水下光通信的应用有哪些?

  1.潜水员、无人水下航行器(AUV)、水下机器人等水下运动单元平台之间的信息交换。

  2.海岸探测、水下节点数据采集、导航与控制、水下生态保护监测等三维分布式传感器网络应用。

  3.水下传感器网络、水下潜水器与水面和陆地控制或传输平台之间的通信。

  水下光通信如何保证低误码率?误码率是判断通信系统性能的重要指标,无线通信环境复杂多变。为保证系统的低误码率,必须熟悉误码的来源,对症下药。在水下光通信中,接口通信引入错误、自干扰引入错误、光链路通信引入错误、信道噪声引入错误、解调引入错误。通过稳定可靠的通信协议降低接口通信引入的误码,通过噪声抑制电路和结构设计降低自干扰引入的误码,通过选择优良的信道编码降低光链路通信中的误码,使用软件处理算法,尤其是解调。同步算法降低了信道噪声并引入了误码和解调误差。

  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。具有什么优点。

  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。