基于可见光的水下通信技术应用研究

□王 顺

在当前科学技术不断进步和快速发展的背景下，越来越多的新型技术被广泛应用在各个领域中。其中水下通信技术在实践中科学合理的利用，不仅能够实现水下通信，而且还能够最大限度保证在水下通信时的效果。在这基础上，提出的可见光水下通信技术与普通水下通信技术之间具有一定的差异性，同时其呈现出的优势特点比较明显。可见光水下通信技术在实际应用过程中，需要投入的成本费用普遍比较低，而且整个仪器简便、小巧，在应用时，能够为工作人员提供方便快捷的使用方式。除此之外，该技术在实际应用过程中，通信效果比较良好，同时还具有保密性的特征。由此可以看出，可见光水下通信技术在现阶段以及未来发展过程中都具有非常重要的影响和作用。

一、可见光水下通信技术的通信传输特性

(一)吸收作用。科学技术的不断进步和快速发展，促使越来越多的先进技术被广泛应用在各个领域中，其中可见光水下通信技术在近年来应用范围越来越大。该技术在实际应用过程中，与传统的水下通信技术相比，具有明显的优势特点，不仅通信效果比较良好，而且还具有小巧方便的特征。与此同时，在利用可见光水下通信技术的时候，由于其自身独有的通信传输特性，不仅能够保证水下通信传输的有效性，而且还能够保证及时性。一般情况下，海水对于光而言，具有一定的吸收特性，这种吸收特性并不只是单纯与海水本身的水体相关，同时还会受到海水当中其他物质成分的影响[1]。不同影响因素对吸收特性会产生不同程度的影响，同时，由于不同差异性等客观因素的影响，导致吸收特性所呈现出的状态也具有明显的差异性。通过对实际情况进行调查分析和研究，发展由于受到海水本身的影响，导致其吸收特性在发挥的时候，与纯水对光谱的吸收率之间具有一定的相似之处。也就是在实践中，基本上都是在可以看见光的范围之内，吸收状态比较弱。

(二)散射作用。可见光水下通信技术在实际应用过程中，不仅可以提高通信技术在水下的整个传输效率，而且还能最大限度保证传输数据的真实性和有效性。由此可以看出，该技术具有非常良好的应用效果。在该技术的实际应用过程中，会体现出散射作用。在与实际情况进行结合分析之后，发现散射其实是由海水分子、其他内含的一些微粒与光子之间呈现出一种相互作用的状态。在这种影响下，会呈现出反射或者是折射的情况，由于受到这些因素的影响，导致其自身的路径出现转变，甚至还出现能量衰退等问题。其实，海水当中所能够出现的散射与大气相比要更多一些，同时也要更加复杂一些[2]。这是由于海水当中所蕴含的一些悬浮粒具有明显的差异性，无论是密度、大小，甚至在具体分布过程中，都具有复杂性，所以很难对其进行控制。

(三)其他作用。在海水环境下想要实现通信，其实具有一定的难度。所以在通信过程中，有很多通信技术和设备无法在实践中得到合理的利用，传统的一些水下通信技术在应用时，会出现故障问题，甚至无法保证通信的及时性和有效性。所以在这种背景下，与先进的技术手段进行结合，提出可见光水下通信技术。在该技术的实际应用过程中，为了保证应用效果，需要对很多因素进行综合考虑，比较常见的问题就是水面和水下如果在实现直接的通信之后，那么水空当中所呈现出的反射、折射等问题是否可以得到及时有效的处理。除此之外，由于光发射机在实际应用过程中，对水下功率的要求比较高，所以还应当结合实际情况，对热晕效率对其产生的影响进行综合分析。

二、可见光水下通信技术的具体应用

(一)光调制技术。可见光水下通信技术在实际应用过程中，为了保证通信效果可以得到有效提升，一般都会与其他技术进行有效结合，这样不仅能够提高通信效率，而且还能够为该技术在海水中的运行稳定性提供保障。光调制技术在实际应用过程中，可以被看作是可见光水下通信技术在应用时非常重要的环节。通过对实际情况进行调查分析和研究，发现光通信与其他各种不同类型的通信方式之间具有一定的相似之处。最大的相同点就是在链路中，会划分为发射端和接收端这两个部分。在当前科学技术不断进步和快速发展的背景下，还没有真正实现全光网络，所以要结合实际情况，将发射端的信号直接调制成具有一定调制信息内容的光信号[3]。在传输过程中，会直接对这些光信号进行有效的传输，将其直接传输到接收端，在这一基础上，可以通过光电效应在其中的作用，直接调制出原本的电信号。

在光调制技术的实际应用过程中，为了从根本上促使该技术在应用时的效果，需要对其中的各个零部件进行仔细的划分和利用，这样才能够保证该技术在应用过程中的效率和质量。在利用光调制技术的时候，要对其中的幅值、频率、相位以及频振这四个不同参数进行分析，并将这些参数作为基础，实现在各个不同环节的有效调制。在与实际情况进行结合之后，发现在众多调制方法的实际应用过程中，最具有便利性特征的调制方法就是强度调制。这种调制方法在实际应用过程中，与幅值调制方法之间具有一定的相似之处，但是两者之间最不同的就是强度调制在实际操作过程中，其主要强调光功率与调制信号相互之间是呈现正比状态的。而在针对光进行检测的时候，通常情况下的检测器件在实际应用过程中，都会对光的强度进行检测，但是无法针对光自身的幅度来进行检测。所以根据这一特性的对比，发现光的强度调制在实际应用过程中的作用和价值更加明显一些。

(二)光电探测技术。通过对可见光水下通信技术在实际应用过程中的情况进行分析，发现光电探测技术在其中的整体应用效果也普遍比较良好，可以被看作是水下通信技术在应用时必不可少的重要辅助技术之一。在具体应用过程中，无论是利用光电二极管或者是其他方式，其根本目的都是为了直接将接收到的光子信号直接转变成为有效的电流信号，但是在整个接收过程中，信号相对较弱。在具体分析过程中，发现如果利用硅材质的PIN光电二极管，那么其在实际应用过程中，所能够发出的响应度大概在0.6A/W。在这基础上，如果与光电转换器件的真个量子效率进行有效结合，那么对信号的传输或者是对电流、电压表进行检测时，具有一定的难度。与此同时，在这种背景下，由于传输信号自身缺乏稳定性，所以根本无法实现有效的通信。针对这一现象，在具体处理过程中必须要结合实际情况，利用电流对电路进行稳定，同时还可以实现电流信号的有效转换，这样才能够保证水下通信技术的应用效果。

三、结语

可见光水下通信技术在实际应用过程中，不仅能够将自身的吸收作用、散射作用、其他作用特性充分发挥出来，而且还能够结合实际情况，将光调制技术、光电探测技术在实践中的应用作用充分发挥出来，为水下通信效果提供保障。