水下短距離高速激光通信系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)

馬春波，王永輝，敖 珺，王德令

（桂林電子科技大學(xué) 信息與通信學(xué)院，廣西 桂林541004）

水下短距離高速激光通信系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)

馬春波，王永輝，敖 珺，王德令

（桂林電子科技大學(xué) 信息與通信學(xué)院，廣西 桂林541004）

針對水下短距離（≤50m）無線光通信的應(yīng)用需求，提出了一種實用的調(diào)制驅(qū)動電路，對電路結(jié)構(gòu)進行了詳細說明。設(shè)計開發(fā)了一套基于D SP和FPG A的激光通信系統(tǒng)，編寫了通信協(xié)議，并對整個通信系統(tǒng)進行了測試，驗證了其可行性。

水下；短距離；激光通信；高速率

0 引言

隨著人類水下活動的增多，相關(guān)設(shè)備和系統(tǒng)急需進一步研發(fā)和完善，如船舶、水下傳感網(wǎng)絡(luò)（UWSNs）、遠程遙控車輛（ROVs）和水下自動化設(shè)備（AUVs）等[1]。目前，水下無人探測技術(shù)相對成熟，人們開始研究多設(shè)備協(xié)同操作來執(zhí)行任務(wù)[2]。海洋探測中，需要在不同的水下終端設(shè)備間實時傳輸大量數(shù)據(jù)。因此，構(gòu)建支持高速點對點通信的水下無線光通信網(wǎng)絡(luò)是目前自由空間光通信發(fā)展的一個重要分支。

研究表明，海水對480～540nm波段的藍綠光具有“窗口效應(yīng)”，即海水對其損耗最小。利用這種特性，可以將激光通信應(yīng)用于水下。在水下環(huán)境中，探測設(shè)備的空間和攜帶的能源都十分有限，激光二極管（LD）不僅能有效減小通信端機體積，降低設(shè)備功耗，而且相比LED，它還具有響應(yīng)速度快、調(diào)制性能好、傳播距離遠、光強和效率高等特點，因此被應(yīng)用于水下短距離的激光通信中。高速率數(shù)據(jù)傳輸是水下藍綠激光通信追求的目標之一，現(xiàn)有的LD驅(qū)動電路的調(diào)制帶寬比較有限[3]，嚴重影響了系統(tǒng)的通信速率。……