2022年12月29日，武漢六博光電的水下光通信研發(fā)團(tuán)隊(duì)在武漢市木蘭湖水域成功開(kāi)展了多點(diǎn)組網(wǎng)水下無(wú)線光通信實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)前對(duì)木蘭湖水質(zhì)進(jìn)行測(cè)試，水質(zhì)衰減系數(shù)為2.61dB/m。為實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)間組網(wǎng)通信，LED發(fā)射光源的光束角設(shè)計(jì)為120°，接收端采用高靈敏光電倍增管（PMT）作為大視場(chǎng)接收光電探測(cè)器，接收視場(chǎng)角度約為40°。實(shí)驗(yàn)時(shí)將水下光通信設(shè)備安裝于實(shí)驗(yàn)架下端并浸入湖水中，距離水面約1.5米，實(shí)驗(yàn)架上端安置在船舷處，通過(guò)駕駛船只來(lái)控制設(shè)備的位置、距離和指向，開(kāi)展了多種模式水下通信測(cè)試。

（1）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)水下無(wú)線光通信測(cè)試

小船端安裝光束發(fā)散角120°的藍(lán)光設(shè)備，大船端安裝40°接收角的綠光設(shè)備，通過(guò)駕駛船只來(lái)調(diào)節(jié)設(shè)備間的距離和指向角度（見(jiàn)圖1）。實(shí)驗(yàn)證明，發(fā)射中心軸在向左或右偏轉(zhuǎn)60度范圍內(nèi)，以及接收端光軸反向偏轉(zhuǎn)20度范圍內(nèi)時(shí)，雙向都可以分別正常進(jìn)行圖片和視頻通信，最大通信速率為20Mbps，即發(fā)射與接收光軸最大偏差為80度時(shí)仍可以維持水下無(wú)線光通信。在水質(zhì)衰減系數(shù)為2.61dB/m情況下通信距離達(dá)到了13米。深海環(huán)境下的水質(zhì)衰減系數(shù)在0.2dB/m左右，在該水質(zhì)環(huán)境下本廣角通信設(shè)備的通信距離可以超過(guò)50米。

測(cè)試也驗(yàn)證了兩船在行駛情況下可以保持通信，驗(yàn)證了廣角LED通信設(shè)備在水下可以開(kāi)展移動(dòng)光通信任務(wù)，為水下手持光通信、水下機(jī)器人、水下潛航器等移動(dòng)平臺(tái)間的光通信奠定了基礎(chǔ)。

圖1 120°光束角點(diǎn)對(duì)點(diǎn)移動(dòng)光通信實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景（藍(lán)光發(fā)射，綠光接收）

（2）1發(fā)3收水下無(wú)線光通信測(cè)試

分別將設(shè)備放入湖水中，使用一臺(tái)光束角120°的藍(lán)光設(shè)備發(fā)送視頻數(shù)據(jù)，三臺(tái)綠光設(shè)備安置在120°藍(lán)光覆蓋范圍內(nèi)區(qū)域，接收設(shè)備間距2-3米，同時(shí)接收視頻數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)證明3臺(tái)接收設(shè)備能同時(shí)正常接收發(fā)射端的實(shí)時(shí)視頻（見(jiàn)圖2），該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了在水下組建水下LiFi（光網(wǎng)）的可行性，使得無(wú)線光通信技術(shù)在水下具有廣闊的應(yīng)用前景。

圖2 水下光通信組網(wǎng)測(cè)試場(chǎng)景圖

（3）全雙工水下無(wú)線光通信測(cè)試

將一臺(tái)藍(lán)光設(shè)備與一臺(tái)綠光設(shè)備放入湖水中，同時(shí)以120°大發(fā)散角發(fā)射、全雙工模式發(fā)送與接收數(shù)據(jù)，成功實(shí)現(xiàn)了圖片、實(shí)時(shí)視頻全雙工傳輸，測(cè)得最高雙向通信速率可達(dá)到15Mbps（見(jiàn)圖3）。

圖3 實(shí)時(shí)全雙工測(cè)試場(chǎng)景圖

本次實(shí)驗(yàn)完成了水下全雙工通信、移動(dòng)光通信和一對(duì)多組網(wǎng)通信，該技術(shù)產(chǎn)品適用于海底探測(cè)、移動(dòng)設(shè)備的水下作業(yè)、海底觀測(cè)儀器與船舶及無(wú)人潛航器、潛艇之間的高速數(shù)據(jù)通信等領(lǐng)域。

武漢六博光電技術(shù)有限責(zé)任公司是國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)，國(guó)家中小型科技企業(yè)，公司主要從事空間光通信、水下光通信、高速光電探測(cè)器等領(lǐng)域的產(chǎn)品研發(fā)、制造與生產(chǎn)，主營(yíng)產(chǎn)品已通過(guò)ISO9001質(zhì)量體系認(rèn)證。公司近兩年致力于推進(jìn)水下無(wú)線光通信設(shè)備實(shí)際工程化應(yīng)用，研發(fā)出數(shù)款新型水下無(wú)線光通信設(shè)備，已應(yīng)用于水下無(wú)線高速數(shù)據(jù)傳輸多種場(chǎng)景，促進(jìn)了我國(guó)水下經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的發(fā)展。公司文化秉承了“自強(qiáng)、弘毅、求實(shí)、拓新”的精神，致力于成為國(guó)際領(lǐng)先的移動(dòng)光通信和水下光通信設(shè)備制造與服務(wù)提供商。

圖4 武漢六博光電水下光通信研發(fā)團(tuán)隊(duì)

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