基于可見光的水下通信技術應用研究

□王 順

在當前科學技術不斷進步和快速發展的背景下，越來越多的新型技術被廣泛應用在各個領域中。其中水下通信技術在實踐中科學合理的利用，不僅能夠實現水下通信，而且還能夠最大限度保證在水下通信時的效果。在這基礎上，提出的可見光水下通信技術與普通水下通信技術之間具有一定的差異性，同時其呈現出的優勢特點比較明顯。可見光水下通信技術在實際應用過程中，需要投入的成本費用普遍比較低，而且整個儀器簡便、小巧，在應用時，能夠為工作人員提供方便快捷的使用方式。除此之外，該技術在實際應用過程中，通信效果比較良好，同時還具有保密性的特征。由此可以看出，可見光水下通信技術在現階段以及未來發展過程中都具有非常重要的影響和作用。

一、可見光水下通信技術的通信傳輸特性

(一)吸收作用。科學技術的不斷進步和快速發展，促使越來越多的先進技術被廣泛應用在各個領域中，其中可見光水下通信技術在近年來應用范圍越來越大。該技術在實際應用過程中，與傳統的水下通信技術相比，具有明顯的優勢特點，不僅通信效果比較良好，而且還具有小巧方便的特征。與此同時，在利用可見光水下通信技術的時候，由于其自身獨有的通信傳輸特性，不僅能夠保證水下通信傳輸的有效性，而且還能夠保證及時性。一般情況下，海水對于光而言，具有一定的吸收特性，這種吸收特性并不只是單純與海水本身的水體相關，同時還會受到海水當中其他物質成分的影響[1]。不同影響因素對吸收特性會產生不同程度的影響，同時，由于不同差異性等客觀因素的影響，導致吸收特性所呈現出的狀態也具有明顯的差異性。通過對實際情況進行調查分析和研究，發展由于受到海水本身的影響，導致其吸收特性在發揮的時候，與純水對光譜的吸收率之間具有一定的相似之處。也就是在實踐中，基本上都是在可以看見光的范圍之內，吸收狀態比較弱。

(二)散射作用。可見光水下通信技術在實際應用過程中，不僅可以提高通信技術在水下的整個傳輸效率，而且還能最大限度保證傳輸數據的真實性和有效性。由此可以看出，該技術具有非常良好的應用效果。在該技術的實際應用過程中，會體現出散射作用。在與實際情況進行結合分析之后，發現散射其實是由海水分子、其他內含的一些微粒與光子之間呈現出一種相互作用的狀態。在這種影響下，會呈現出反射或者是折射的情況，由于受到這些因素的影響，導致其自身的路徑出現轉變，甚至還出現能量衰退等問題。其實，海水當中所能夠出現的散射與大氣相比要更多一些，同時也要更加復雜一些[2]。這是由于海水當中所蘊含的一些懸浮粒具有明顯的差異性，無論是密度、大小，甚至在具體分布過程中，都具有復雜性，所以很難對其進行控制。

(三)其他作用。在海水環境下想要實現通信，其實具有一定的難度。所以在通信過程中，有很多通信技術和設備無法在實踐中得到合理的利用，傳統的一些水下通信技術在應用時，會出現故障問題，甚至無法保證通信的及時性和有效性。所以在這種背景下，與先進的技術手段進行結合，提出可見光水下通信技術。在該技術的實際應用過程中，為了保證應用效果，需要對很多因素進行綜合考慮，比較常見的問題就是水面和水下如果在實現直接的通信之后，那么水空當中所呈現出的反射、折射等問題是否可以得到及時有效的處理。除此之外，由于光發射機在實際應用過程中，對水下功率的要求比較高，所以還應當結合實際情況，對熱暈效率對其產生的影響進行綜合分析。

二、可見光水下通信技術的具體應用

(一)光調制技術。可見光水下通信技術在實際應用過程中，為了保證通信效果可以得到有效提升，一般都會與其他技術進行有效結合，這樣不僅能夠提高通信效率，而且還能夠為該技術在海水中的運行穩定性提供保障。光調制技術在實際應用過程中，可以被看作是可見光水下通信技術在應用時非常重要的環節。通過對實際情況進行調查分析和研究，發現光通信與其他各種不同類型的通信方式之間具有一定的相似之處。最大的相同點就是在鏈路中，會劃分為發射端和接收端這兩個部分。在當前科學技術不斷進步和快速發展的背景下，還沒有真正實現全光網絡，所以要結合實際情況，將發射端的信號直接調制成具有一定調制信息內容的光信號[3]。在傳輸過程中，會直接對這些光信號進行有效的傳輸，將其直接傳輸到接收端，在這一基礎上，可以通過光電效應在其中的作用，直接調制出原本的電信號。

在光調制技術的實際應用過程中，為了從根本上促使該技術在應用時的效果，需要對其中的各個零部件進行仔細的劃分和利用，這樣才能夠保證該技術在應用過程中的效率和質量。在利用光調制技術的時候，要對其中的幅值、頻率、相位以及頻振這四個不同參數進行分析，并將這些參數作為基礎，實現在各個不同環節的有效調制。在與實際情況進行結合之后，發現在眾多調制方法的實際應用過程中，最具有便利性特征的調制方法就是強度調制。這種調制方法在實際應用過程中，與幅值調制方法之間具有一定的相似之處，但是兩者之間最不同的就是強度調制在實際操作過程中，其主要強調光功率與調制信號相互之間是呈現正比狀態的。而在針對光進行檢測的時候，通常情況下的檢測器件在實際應用過程中，都會對光的強度進行檢測，但是無法針對光自身的幅度來進行檢測。所以根據這一特性的對比，發現光的強度調制在實際應用過程中的作用和價值更加明顯一些。

(二)光電探測技術。通過對可見光水下通信技術在實際應用過程中的情況進行分析，發現光電探測技術在其中的整體應用效果也普遍比較良好，可以被看作是水下通信技術在應用時必不可少的重要輔助技術之一。在具體應用過程中，無論是利用光電二極管或者是其他方式，其根本目的都是為了直接將接收到的光子信號直接轉變成為有效的電流信號，但是在整個接收過程中，信號相對較弱。在具體分析過程中，發現如果利用硅材質的PIN光電二極管，那么其在實際應用過程中，所能夠發出的響應度大概在0.6A/W。在這基礎上，如果與光電轉換器件的真個量子效率進行有效結合，那么對信號的傳輸或者是對電流、電壓表進行檢測時，具有一定的難度。與此同時，在這種背景下，由于傳輸信號自身缺乏穩定性，所以根本無法實現有效的通信。針對這一現象，在具體處理過程中必須要結合實際情況，利用電流對電路進行穩定，同時還可以實現電流信號的有效轉換，這樣才能夠保證水下通信技術的應用效果。

三、結語

可見光水下通信技術在實際應用過程中，不僅能夠將自身的吸收作用、散射作用、其他作用特性充分發揮出來，而且還能夠結合實際情況，將光調制技術、光電探測技術在實踐中的應用作用充分發揮出來，為水下通信效果提供保障。