水下無線通信技術與新一代無線局域網(wǎng)技術的應用實踐研究

郭哲銘

摘 要：隨著科學技術的發(fā)展與進步，通信技術也在進行這日新月異的變革，例如在水下無線通信技術以及無線局域網(wǎng)技術方面，都不斷取得了新的突破?；诖?，本文針對水下無線通信技術以及無線局域網(wǎng)技術的發(fā)展現(xiàn)狀進行了分析，并通過闡釋其分別在未來發(fā)展中的有效措施以及趨勢，為水下無線通信技術以及新一代無線局域網(wǎng)技術的發(fā)展提供了有效的參考。

關鍵詞：水下通信；無線通信技術；無線局域網(wǎng)；信息傳播；通信安全

中圖分類號：TN925.93 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）10-0041-02

通信技術目前已經(jīng)成為國際化、全球化進程的一大助力工具，通信技術的發(fā)展縮小了空間上的距離，對于教育、經(jīng)濟、軍事等各個方向事業(yè)的發(fā)展都有著極大的促進作用。在水下無線通信技術以及新一代無線局域網(wǎng)技術的實踐應用研究中，可以發(fā)展其在發(fā)展中所進行的不斷完善。

1 水下無線通信技術發(fā)展現(xiàn)狀

地球是一個表面百分之七十都被海洋覆蓋的星球，海洋在國家與地區(qū)的發(fā)展中占了極其重要的地位。海洋權(quán)益對于國家安全以及利益也是不可割舍的一部分，對水下進行開發(fā)以及通信技術的發(fā)展，是目前世界上各國都在著手進行的一項事業(yè)。水下通信技術的發(fā)展與推廣，是增強水下作戰(zhàn)能力、爭奪水下資源等方面不可忽視的一部分。水下無線通信技術在當代的發(fā)展已經(jīng)取得了一定的成果。目前水下通信主要分為水下有線通信以及水下無線通信兩種，而水下無線通信又進一步劃分為水下無線電磁波通信以及水下非電磁波通信兩種具體形式。首先是水下無線電磁波通信，其通信的科學依據(jù)是將水作為信息傳播的介質(zhì)，通過將不同的電磁波作為載體，來進行數(shù)據(jù)、信息的傳輸。其次是水下非電磁波通信，這種方式則又被稱為水聲通信，是實現(xiàn)水下目標之間進行水下無線在中、遠程距離下的一種通信手段[1]。在中、遠程的通信中，水聲通信是無線通信的唯一傳播方式。相較于上一種方式中的電磁波，這種方式則是一種在海水中可以達到衰減效果較弱的傳播方式，因此傳播距離較遠，可以達到數(shù)十公里的傳播。在目前的水下無線通信當中，涉及到一些通信網(wǎng)絡安全的問題，這些問題主要包括水聲信道安全、網(wǎng)絡拓撲安全以及水下節(jié)點的安全問題等。通過提升水下無線通信技術水平，來對這些問題進行解決。

2 水下無線通信技術發(fā)展與應用

2.1 水下無線光通信

1963年，學者對于光波在海水中傳播特性進行研究時，發(fā)現(xiàn)了0.45-0.55微米范圍內(nèi)藍綠光的衰減現(xiàn)象相較于其他波段的光波，更加小，這一試驗結(jié)果使得科學家發(fā)現(xiàn)了海水中存在著一個對藍綠光的透光窗口。這一發(fā)現(xiàn)使得科學家認識到可以將其利用在水下無線光通信。這種使用波長介于藍光與綠光之間的激光，在海水中傳輸信息的通信方式，是目前較好的一種水下通信手段。與傳統(tǒng)的水聲通信或是水下電磁波通信方式相比，藍綠光通信具有一些獨特的優(yōu)點，首先是在光波傳輸信息的承載力上優(yōu)越于其他傳播方式，其次是在大容量的無線通信鏈路建設上，高效便捷。最后是在傳輸信息防干擾的能力上，在水下的無線光通信，不會受到海水的外力因素影響，比如海水鹽度、海水溫度等，也在防范信息泄露方面有較好的應用效果。一旦想對其進行信息攔截，很容易被發(fā)射端發(fā)現(xiàn)，是一項安全度較高的信息傳輸方式。

2.2 水下中微子通信

利用中微子基石粒子來進行信息攜帶的通信技術被稱為中微子通信。這種通信技術所立足的科學依據(jù)是中微子大量存在于光、地球大氣層中的原子核內(nèi)的質(zhì)子或中子衰變過程中。中微子由于其不帶電荷，由十分穩(wěn)定的的性質(zhì)，十分適合應用于傳播。中微子粒子束在進行信息傳播時，受到極小的牽引力、阻礙力等，在運動時可以具有較強的穿透力，速度快，穩(wěn)定性強，極其適合在水下通信。并且由于其高效的運行，也很難被察覺以及捕獲，這樣一來對信息安全的保障就十分有效。隨著目前科學技術的發(fā)展，中微子通信技術的發(fā)展也不斷得到了加強。

2.3 引力波通信

引力波指的是時空曲率中以波的形式從輻射源向外傳播的擾動。將這種原理應用于通信當中，是一種最為尖端與科學化的通信方式之一。電磁波與之相比，穿透力較差，而引力波由于其是物質(zhì)的震動而產(chǎn)生的一種作用，所以在傳播速度以及距離上，都具有著傳統(tǒng)通信方式無法比擬的優(yōu)點。但是引力波通信的技術仍處于發(fā)展之中，需要不斷的研究才能發(fā)揮出跟大的功效。

2.4 水下量子通信

量子通信的技術支持是量子糾纏效應來進行信息傳遞。這種通信方式較為明顯的優(yōu)點，在于傳播信息的效率十分高，并且傳播過程中，具有較強的抗干擾性以及隱蔽性。目前我國在水下量子通信的建設上已經(jīng)取得了先進的成果。在2014年的四月份，我國就在北京和上海之間建立了世界上最長距離的光纖量子通信干線，量子通信具有的高穩(wěn)定性、強安全性使其極其適用于水下的軍事事業(yè)建設，可以為國防安全的建設提供技術參考。

2.5 水下無線中長波通信

將中長波波段的電磁波作為信息傳播載體的方式，被稱為中長波通信。這種通信方式所利用的中長波頻率范圍在30-3000kHz內(nèi)，是一項應用實踐較廣泛，使用時間較長的水下通信方式。由于目前數(shù)字化通信技術日漸成熟，在水下無線中長波通信技術的發(fā)展上也不斷進行革新與突破。

3 無線局域網(wǎng)技術發(fā)展現(xiàn)狀

無線局域網(wǎng)技術是一種隨著網(wǎng)絡技術而產(chǎn)生的十分便利的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。它的英文全稱是Wireless Local Area Networks，簡稱為WLAN。主要的技術依據(jù)的利用射頻技術，使用電磁波在無線的狀態(tài)下進行信息傳播通訊方式。無線局域網(wǎng)技術的發(fā)展已經(jīng)成為現(xiàn)代化、科學化的一種衍生。無線局域網(wǎng)具有許多獨特的優(yōu)勢，使其在網(wǎng)絡技術以及人們的日常生活中占據(jù)了重要的地位。首先是其使用的靈活與便捷性，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡布局需要安裝大量的網(wǎng)絡線路，不僅工程量大，在日后的檢修方面也十分麻煩，但是無線局域網(wǎng)技術的發(fā)展使得網(wǎng)絡布線不再需要如此大的工作量，也不再會對原有的建筑墻體等進行破壞。其次是在其使用成本方面，有線網(wǎng)絡一旦投入安裝使用，需要考慮到的就是未來長久的應用過程，因為一旦產(chǎn)生生活或者工作的變動，有線網(wǎng)絡很難進行遷移。而無線局域網(wǎng)則有效地降低了物力的投入。

4 新一代無線網(wǎng)局域網(wǎng)技術發(fā)展的有效措施

4.1 提高無線局域網(wǎng)的吞吐容量

現(xiàn)階段，經(jīng)過一些細致的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)絡設備之間的吞吐量差別十分大。使用者需求的不同，對寬帶的要求也不盡相同。在部分的網(wǎng)絡傳輸中存在著這樣一種現(xiàn)象，有線網(wǎng)的理論網(wǎng)速可以達到每秒一百兆的傳輸，但是實際使用中卻只可以達到每秒四兆，理論與實踐的差距導致了生活、工作的不便[2]。在發(fā)展無線局域網(wǎng)時，科技研發(fā)的重點之一應當是如何把低速率的網(wǎng)絡和高速率的網(wǎng)絡結(jié)合在一起，不僅確保其傳輸?shù)乃俣?，還保證其在穩(wěn)定性、安全性方面性能。

4.2 提升無線局域網(wǎng)安全性能

網(wǎng)絡通訊技術的安全切實關系到用戶的財產(chǎn)安全與隱私安全，隨著網(wǎng)絡的普及，通過網(wǎng)絡可以實現(xiàn)各家各戶的信息互通，一些不法分子也通過網(wǎng)絡信息安全漏洞來竊取用戶的財產(chǎn)或是私人信息。擴頻技術的應用，就可以使用戶在使用同一頻帶的同時，可以采取不同的擴頻碼，從而實現(xiàn)信號還原時，對個人信息的保護作用。擴頻技術的應用，可以有效的對個人信息進型繼阿米保護，抵御外部的有害信息侵入。

4.3 增強和新的通信技術之間的融合度

科技發(fā)展發(fā)生在每時每刻，尤其是在網(wǎng)絡通信技術這一高端科技領域，所以對于無線局域網(wǎng)技術來說，不斷吸取創(chuàng)新理念以及技術，對現(xiàn)有的技術進行改造和升級，才是長遠發(fā)展之計。在未來的無線局域網(wǎng)技術中，將會與各種新型的通信技術相融合，實現(xiàn)更快的信息傳播速度、更遠的信息傳播距離等新突破?；谕ㄐ偶夹g的無線局域網(wǎng)發(fā)展，也是科技改變生活的具體體現(xiàn)[3]。

5 結(jié)語

總而言之，水下無線通信技術以及新一代無線局域網(wǎng)技術都是以科技發(fā)展為依托，并且結(jié)合時代特征而進行具體改變的現(xiàn)代通信高新技術。這種技術在未來的發(fā)展以及應用中具有無限的潛力，重視其發(fā)展，進行重視和人力物力投入，會產(chǎn)生巨大的回報。

參考文獻

[1]朱耘佳，施慧彬.基于跳頻和同步捕獲技術的水下無線通信技術研究[J].單片機與嵌入式系統(tǒng)應用，2017，17（05）：30-33.

[2]徐初杰.水下無線傳感器網(wǎng)絡通信技術及應用實踐研究[J].吉林農(nóng)業(yè)科技學院學報，2016，25（04）：97-100.

[3]莫兆倫，謝鑫華，謝玉波.試論水下無線通信網(wǎng)絡安全關鍵技術[J].通訊世界，2016，（07）：101.