水下光通信是怎么样的

2024-05-22 04:21:14 来源：互联网分类：电气知识

　　水下光通信是怎么样的？

水下光通信技术实现了数据和能量的双重传输。

　　近年来，科学家在利用光在空气中传播信息和数据方面取得了很大进展，甚至可以远距离为各种设备供电。但是，要在水下达到这样的目的，有点困难。

　　还有就是，土耳其和美国的研究人员开发了一种利用光在水下传输数据和能量的新方法。

　　海洋充满了丰富的资源和等待探索的奥秘。随着海洋的蓬勃发展，越来越多的水下传感器网络需要被部署来收集信息。目前，长距离水下信号传输普遍的方法是通过声波，因为它很容易在水中长距离传播。然而，声波不可像光一样携带那么多数据。

　　可见光通信可以提供超出传统声学技术能力几个数量级的数据速率，特别适合新兴的高带宽需求的水下应用场景。

　　另一方面，为水下的传感器和其他设备供电是另一个挑战，因为在海洋环境下更换电池特别困难。幸运的是，任何使用太阳能电池板通过光信号接收数据的设备也可以用来收集能量。在这种情况下，通过传感器的自主水下航行器可以使用激光收集数据并向设备传输电力。

　　目前有效的方法是将来自光信号的功率分为交流电(AC)和直流电(DC)，其中交流信号用于传输数据，DC信号用作电源。这就是所谓的交流DC分离(ADS)方法。

　　然而，科学家们一直在试图建立一种不同的方法，根据需要在能量收集和数据传输之间进行战略性切换，以优化性能。这种方法被称为同时光波信息和功率传输(SLIPT)。然而SLIPT技术不仅复杂，而且效率至今也没有超越传统的ADS方式。

　　近，科学家们开发了一种新的SLIPT优化算法，可以更有效地从频谱中提取能量，这使得新的SLIPT优化方法明显优于传统的ADS方法。

　　尽管海水中的电导率、温度、压力、水流和生物污染给水下通信带来了额外的挑战，但在水下环境中成功证明了利用光作为无线电能的可行性。

　　我们坚信水下光通信的商业化将是必然趋势，可见水下光通信的不断发展将为水下调制解调器带来质的飞跃。因此，未来的方向是探索优化水下自主航行器轨迹的方法，水下自主航行器有朝一日可以通过可见光通信技术穿越世界海洋的广阔区域。

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