用于小型設備的低成本水下無線光通信裝置.pdf

1、進入21世紀后對于海洋研究和開發(fā)的力度越來越大，對于水下配套技術的要求也隨之“水漲船高”。水下和陸上環(huán)境的差異，使得很多陸地上成熟的技術在水底無法應用。水下通信是海洋和水下開發(fā)的一項重要技術，相對于陸地與空間通信而言，水下通信主要是在淡水、海水中的通信?，F(xiàn)有技術可以實現(xiàn)陸地、空間中的自由通信，但實現(xiàn)水下自由通信還是比較困難的。傳統(tǒng)的水下通信方式分為有線通信和無線通信兩種，水下有線通信可以通過鋪設海底線纜來實現(xiàn)。由于電磁波在水中有很大的衰

2、減，所以在陸上廣泛使用的電磁波通信，在水下應用中受到限制。水下無線通信主要是指水聲通信技術，是目前水下目標間無線通信的最成熟技術。但聲波在水中衰減很大，而且衰減與聲波頻率的平方成正比。因此，水聲通信技術傳播速度慢，聲學設備體積大，成本高，無法滿足水下通信應用中對于小體積和低成本的要求。
　　 本文在分析了當前水下通信技術的現(xiàn)狀和先進技術的基礎上，利用藍綠光在水中的良好透過性，設計了一種低成本的無線光通信裝置。無線光通信與傳統(tǒng)通信

3、方式相比，具有容量大，帶寬高，傳輸速率快，體積重量小，安全、保密性好和成本低的特點。
　　 本文的主要內(nèi)容如下:
　　 (1)介紹了當前國內(nèi)外水下通信的技術手段和發(fā)展現(xiàn)狀，并對各項技術的優(yōu)勢和不足進行闡述。
　　 (2)研究了水的光學特性，具體分析了綠光在固定指標參數(shù)水中的傳輸特性?？紤]到光束擴展損耗和光學損耗，提出了水下光學信道的傳輸效應和通信鏈路模型。
　　 (3)完成了用于水下小型設備的低成本水下無

4、線光通信裝置的設計，裝置包括綠光光源，光調(diào)制驅(qū)動單元，主控和顯示單元，光電二極管，以及光電轉(zhuǎn)換單元。該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)水下中、近距離的高速信息傳輸。
　　 本文的主要特色或創(chuàng)新點如下:
　　 (1)結合空間無線激光通信技術和現(xiàn)有水下通信方法，提出了一種用于水下近距離信息傳輸?shù)臒o線光通信技術。
　　 (2)所設計的低成本無線光通信裝置，具有成本低、體積小、相比于傳統(tǒng)水下聲學通信裝置帶寬高、功耗小等優(yōu)點，適用于水下環(huán)境中