无线光通信—水下光通信
水下光通信技术的研究与应用
水下光通信技术的研究与应用近年来，随着科技的快速发展，人类对海洋领域的研究越来越深入，其中水下光通信技术无疑是一个热点话题。
水下通信是指在水下传递信息和信号的过程，它广泛用于海洋观测、海洋资源开发和资源调查等领域。
而光通信技术则是一种高速、节能且可靠的通信方式，是一种水下通信技术的重要发展方向。
本文将探讨水下光通信技术的研究与应用现状及未来展望。
一、水下光通信技术的研究现状目前，水下光通信技术被广泛运用于科研、商业以及军事领域。
在科研领域，水下光通信技术在海洋观测、环境监测等应用中发挥着重要的作用。
同时，水下光通信技术也被广泛应用于商业领域，比如水下设备的通信控制、海洋油气勘探等领域。
在军事领域，水下光通信技术同样发挥着重要的作用，比如水下潜艇通信、水下情报传递等。
因此，水下光通信技术在现代社会中具有极其广泛的应用前景。
不过，水下光通信技术的研究也存在一些挑战。
首先，水下光信号的弱化受到水下环境因素的影响，如海水杂质、氧化剂、热膨胀等，这些因素都会导致光信号的衰减。
其次，水下光通信受到信道噪声和多路径干扰的影响，难以保证其安全和可靠性。
此外，水下光通信的传输距离也受到限制，因为光在水中传输时其能量也会在水和大气之间发生转移。
二、水下光通信技术的应用现状近年来，随着科技的发展，水下光通信技术得到了广泛应用。
(一) 海底光缆海底光缆是一种应用最广泛的水下光通信技术。
海底光缆内部运用的是光纤通信技术。
海底光缆能够在斜率较大的海底中传输光信号，而且距离也更远。
目前，海底光缆已经成为联接世界各地的主要网络之一，而且运用渐渐扩展到了海洋石油勘探、环境监测、海底地震观测等领域。
(二) 水下无线光通信水下无线光通信是指利用水下光通信技术在水下传递数据和信息。
水下光通信短距离通信情况下，水下无线光通信更加适用。
水下无线光通信技术可以用于水下机器人控制、水下设备的通信控制等领域，这是水下光通信技术应用的另一大亮点。
水下光通信技术的研究现状及应用前景
科技文献综述竞赛论文题目：水下光通信技术的研究现状及应用前景姓名：张嘉敏，汤窈颖，谢露，吴琼专业：电子科学与技术指导教师：王石语水下光通信技术的研究现状及应用前景摘要：为了解、利用和开发海洋、湖泊等未知水领域，本文研究了水下光通信的两种方式及其应用前景，即水下光纤通信和水下激光通信。
水下光纤通信具有通信容量大、中继距离长、不受电磁干扰、资源丰富、光纤重量轻、体积小等特点。
而水下激光通信具有容量大，保密性好，传输速度快等优点，但是又由于其在水下传输时受到了水下诸多条件的影响，水下激光通信现在还只是在试验阶段，并未走出实验室而进行实际应用。
关键词：光通信；水下光纤通信；水下激光通信一、简介水下通信水下通信，主要指在淡水、海水中的通信。
像陆地上的通信一样，水下通信，也可分为有线通信和无线通信。
水下有线通信可以通过铺设海底光缆、海底电缆的手段实现。
由于电磁波在水中有很大的衰减，所以陆地上广泛使用的电磁波无线通信，在水中很难实现。
现在，水下无线通信主要利用声波、特殊波长的光进行无线通信，分别称为水声通信、水下无线光通信。
目前，水声通信技术是实现水下目标间无线通信的最成熟的技术。
但是，声波在水中的衰减和声波频率的平方成正比，当水声信号的频率为10MH在时，水声信号的衰减可以达到30dB/m，因此水声通信的频率低带宽小；另外，声波在水中传输速度慢，导致信号延迟大；海洋背景噪声大导致信噪比小。
因此，水声通信无法满足当前传感器网络、水下探测中普遍采用的视频、音频等信号的实时传输的需求；另外，水声系统设备昂贵、体积大、功耗大，也无法满足水下通信系统对小体积、低功耗以及低成本的需求。
水下无线光通信，是指利用蓝绿波长的光进行的水下无线光通信。
二、研究水下光通信的重要性海洋占地球表面积的70%以上，海洋中不但蕴藏着丰富的资源，而且对全球气候变化、人类经济以及社会发展都有着重大影响。
譬如，全球温室效应、地球上的生命起源、新资源、新能源、新生物基因、人类生存环境和社会的可持续发展等。
第六章 水下光通信技术
第六章水下光通信技术海洋区域的划分⏹海底带：海洋底部⏹远洋带(浮游带)：从海床延伸到海面的区域⏹浅海带：浮游带一部分，高潮线离海底200m的范围海洋带：水深超过200米透光层-海洋顶层，接收99%的阳光，海面到接收1%阳光的范围弱光层-约1km深，阳光非常微弱几乎不能进行光合作用无光层-没有太阳光水下无线通信⏹海洋观测系统的关键技术⏹可采集有关海洋学的数据，监测环境污染、气候变化、海底异常地震火山活动，探查海底目标，及远距离图像传输⏹军事应用⏹水下传感器网络的关键技术水下电磁波通信水声通信水下光通信⏹海水具有导电性质，对电磁波起屏蔽作用⏹海水中含多种元素，绝大多数处于离子状态，Na+，K+，Ca++，Mg++，SO4--，CO3--，Cl-，HCO3- 8 种离子占海水中溶质总量99%以上⏹电导率随海区盐度、深度、温度而不同，为3~5S/m，工程上一般取其平均值：4S/m，高于纯水的电导率5~6 个数量级⏹对平面电磁波海水是有耗媒质，导致平面电磁波在海水中的传播衰减较大⏹频率愈高，衰减愈大，穿透深度愈小100Hz穿透深度约为25m，0.34dB/m10kHz穿透深度仅为2.5m ，3.4dB/m⏹电磁波信号送到较大深度需适当降低工作频率⏹岸对潜单向通信：从甚低频的几十kHz降到超低频的100Hz 以下，实现100m 的收信深度⏹发射设备规模宏大，占地面积以平方千米计，发射机输出功率从几百千瓦到数兆瓦，通信距离可达数千千米甚至超过万米，但收信深度都较浅，甚低频通信的收信深度仅几米至几十米，超低频通信的收信深度也仅百米左右水声通信⏹声波在海面附近的典型传播速率为1520m/s，比电磁波的速率低5个数量级。
与电磁波和光波相比较，声波在海水中的衰减小得多，是一种有效的水下通信手段。
声能量的传播损失环境噪声多径效应起伏效应⏹real-time response, synchronization, and multiple-access protocols⏹distress marine mammals such as dolphins and whalesoptical wireless communication⏹ 5 GHz —— 64 m in clear ocean water⏹ 1 GHz —— 8 m in turbid harbor waterChannel⏹Light pulses propagating in aquatic medium suffer from attenuation and broadening inthe spatial, angular, temporal, and polarization domains.The attenuation and broadening are wavelength dependent and result from absorption and multiscattering of light by water molecules and by marine hydrosols mineral and organic matter.extinction coefficientCommunication Link Models⏹The line of sight communication⏹The modulating retroreflector communication⏹The reflective communication海水对激光束传播的影响⏹与大气相比：密度高、内容物丰富→更复杂⏹影响机理基本相同：吸收；散射；扰动；热晕；水空界面⏹吸收：水分子无机溶解质悬浮体有机物⏹散射：瑞利散射：纯水分子散射米氏散射：悬浮粒子透明物质折射引起的散射⏹衰减系数与光波波长、海水浊度、生物含量、温度、深度有关⏹大洋海水：0.1dB/m⏹纯海水：400-580nm衰减系数较小⏹含浮游生物：绿光衰减最小，红、紫光最大⏹大洋海水衰减最小：480-500nm⏹近岸海水衰减最小：530-580nm⏹随深度增加而减小⏹易变：时间、空间水空界面反射和散射⏹海水和空气界面存在反射⏹海水平面复杂的随机波动面、泡沫漂浮物等带来散射⏹低频随机噪声海水扰动⏹类似大气湍流⏹温度、盐度~折射率⏹海流、生物体扰动、温度差⏹影响：光强起伏⏹（对潜通信~300m）比海面扰动小热晕效应⏹光束路径上的物质分子、颗粒等吸收激光能量而发热改变折射率，光束发生弯曲和畸变⏹海水吸收大、信号功率大→影响大于空气，产生蒸汽气泡⏹解决：增大光学天线口径海水信道分析⏹损耗：m海水分子a悬浮颗粒与浮游生物浓度、悬浮粒子、盐分、温度深度：10~20m最大分层处理扩散：散射对光源的要求⏹工作波长：400~580nm；功率：背景较强；脉冲宽度：多径；重复频率：蓝绿激光器⏹气体激光器、染料激光器设备庞大、效率低、寿命短、稳定性差半导体激光器半导体激光器泵浦固体激光器腔内倍频激光器对潜蓝绿激光通信系统——陆基、天基、空基⏹陆基陆上基地台发强脉冲激光束，卫星反射⏹天基激光器置于卫星⏹空基激光器置于飞机⏹国内外对潜通信的主要手段是甚低频通信和极低频通信。
无线光通信—水下光通信
西安邮电大学《无线光通信》学院：电子工程学院专业：电子科学与技术姓名：***学号：*（*）班级：*时间：2013-2014学年第一学期水下光通信摘要：水下光通信作为一种快捷的无线光通信方式，已经逐步成为现实，解决了长期水下目标探测、通信等难题。
本文对水下光通信的发展、重要性、优势和存在问题进行了系统的学习和分析，以及介绍了水下光通信的两种方式，分别对水下光纤通信和水下激光通信的特点及应用作了详细的介绍。
由于水下光通信在水下传输时受到了水下复杂的条件影响，水下光通信将来的研究方向在增加传输容量、延长传输距离、自动方向对准、降低设备成本等方面。
如果这些问题能得到有效解决，那么水下光通信对无线光通信行业将发挥巨大的促进作用。
关键字：水下光通信水下光纤通信水下激光通信一、水下光通信的发展光通信起源最早可追溯到19世纪70年代,当时Bell提出采用可见光为媒介进行通信,但是当时既不能产生一个有用的光载波,也不能将光从一个地方传到另外一个地方。
因此直到1960年激光器的发明,光通信才有了突破性的发展，但研究领域基本上集中在光纤通信和不可见光无线通信领域。
由于海水对光的强吸收特性，水下光通信技术一直没有得到重视。
直到1963年,Dimtley等人在研究光波在海洋中的传播特性时,发现海水在450-550纳米波段内蓝绿光的衰减比其它光波段的衰减要小很多, 证实在海洋中亦存在一个类似于大气中存在的透光窗口。
这一物理现象的发现为解决长期水下目标探测、通信等难题提供了基础。
水下光学通信技术研究前期主要集中在军事领域，长期以来是水下潜艇通信中的关键技术。
美国海军从1977年提出卫星与潜艇间通信的可行性后, 就与美国国防研究远景规划局开始执行联合战略激光通信计划。
1983年底, 前苏联在黑海舰队的主要基地塞瓦斯托波尔附近也进行了把蓝色激光束发送到空间轨道反射镜后再转发到水下弹道潜艇的激光通信试验。
澳大利亚国立大学信息科学与工程研究学院的研究小组开发了一种低成本、小体积、结构简单的光学通信系统，选用LuxeonⅢLED的蓝（460nm）、青（490nm）、绿(520nm)光，接收器电路采用对蓝青绿三种光灵敏度很高的SLD—70BG2A 光电二极管，这套系统在兼顾速度与稳定性的同时，通讯速率可达57.6kbps，由于采用红外无线通信协议，其水下传输速率和传输距离受到极大限制。
水下通信技术现状及趋势
水下通信技术现状及趋势作者：何昫张德张峰吴宇航查文中来源：《中国新通信》 2018年第8期海洋中蕴含着丰富的物质资源，是各国的必争之地，无人潜行器对军民两个应用领域都具有较高的潜在价值。
而水下通信技术是无人航行器工作的必备条件，由于其通信空间受到传输介质的制约，一直是国际上研究的热点问题。
其中包括光通信技术、声光复合通信技术、移动网络通信技术等，新材料的出现也在提升了传输载荷在某些方面的特性，为水下通信开辟了新道路。
一、水下光通信技术水下光通信包括两种方向：有线光通信和无线光通信。
有线光通信是指在海底铺设光缆作为通信载体，海水可防止外界光磁波的干扰，所以，海缆的信噪比较低，由于，光信号的传播速度接近光速，因此，几乎没有延迟，且光缆的寿命较长可达25 年。
无线通信是指海水对蓝绿激光的衰减比对其它波段光的衰减小很多，多采用这种方式，也有提出采用紫外线的通信方式。
光通信的优势包括：光波频率高，承载信息能力强；传输速度快；抗干扰能力强；方向性强等。
二、声光复合通信技术光纤传输是一种以光导纤维为介质进行的数据、信号传输技术，现今已被应用到水下通信领域，复合水声信号的光纤传输系统是利用光电混合缆中光纤、电缆共存的结构，通过光纤向接收设备传输接收的多路声信号，包括压力、磁、温度等辅助传感器数据，再用光纤，把控制水下基阵的指令及控制等指令发送给水下载体。
通过电缆，向水下载体端发射用于水下发射换能器的高压大功率电脉冲信号。
基于Manchester 编码技术，可有效提高对海量数据的双向稳定传输，是一种较可靠的水下声光复合通信方式。
三、移动网络技术水下移动通信网络是由一系列可自由移动的节点组成，摆脱物理环境的制约，可达到任何位置，同时，提高了节点的使用率。
水下传感器网络是通过人工抛撒的方式将其布放于目标海域，每个节点根据预先编制的网络协议，采用自组织的方式形成传感器网络。
按照网络体系结构可划分为：水下二维网络、水下三维立体网络和水下移动网络。
水下光通信技术的研究与展望
水下光通信技术的研究与展望随着通信技术的快速发展，第五代移动通信(5G)的商业模式大规模普及的同时也使为数不多的频谱带宽几乎消耗殆尽，6G技术的发展势必要寻求新的频谱途径。
5G信号因其自身技术的限制和频谱的不足难以满足空天海地一体化的新型全场景覆盖通信网络的需要，6G技术为了弥补这些不足，实现一体化的新型通信网络需要寻找新的无线通信方式来补充传统单一的无线通信模式。
可见光通信相较于现有的通信技术，其最大的优点是频谱无需授权，有着极大的使用自由度。
可见光通信拥有高频段的频谱(400-800THz),适用于高速通信技术，且其安全性和保密性有着独特的优势。
可见光通信没有传统电磁通信所带来的电磁污染和射频辐射，也不会受到电磁干扰。
这些优势使得可见光通信技术成为了近年来各国争相研究的对象。
本文将首先介绍光通信技术的发展，着重介绍水下可见光通信技术的发展以及可见光通信的应用场景与所面对的挑战。
然后基于现阶段的研究提出一种成熟的水下可见光通信系统。
一、传统水下通信方式简析随着人类通信技术的发展，距离空天海地一体化的全方位通信目标的实现也越来越近，但水下通信依旧是现在难以解决的难题。
在现有的通信网络中，应用于海洋、水下场景的智能装备主要使用射频信号、声波等无线技术，或使用有线网络进行通信。
团水下有线通信水下有线通信多用于2个大规模水上平台与平台之间，通过铺设水下光缆的方式进行通信，如连接各国的大规模水下光缆网络。
有线通信可以保证高速的数据传输，每秒可以传IOOGbit以上，但水下光缆本身的安全性很难得到很好的保障且被损坏后很难修补。
水下有线通信笨重，成本高，无法满足未来6G时代水下通信的需求。
团水下射频信号通信海水对射频信号有非常强的屏蔽作用，射频信号穿透海水的能力与频率直接相关，只有低频率的射频信号如甚低频(3~30kHz)才能在海水中进行有限的传播。
潜艇等水下设备通常使用超低频和甚低频进行有限的通信，通信速率只有300b∕s左右。
水下光通信技术发展现状
75技术交流2023.11·广东通信技术DOI:10.3969/j.issn.1006-6403.2023.11.016水下光通信技术发展现状［林木泉 杨少程］对目前水下光通信的研究现状进行阐述，主要对信道建模技术和信道调制技术进行了文献的综述，最后总结了水下光通信技术目前面临的难题，同时说明水下光通信的发展前景，以促使其不断改善，可以为相关研究者提供一定的参考，为后续系统设计和实验研究提供一定程度的帮助。
林木泉闽南理工学院自动化控制技术与信息处理福建省高校重点实验室，讲师，学士，研究生在读，研究方向为物联网无线通信、故障检测。
杨少程闽南理工学院电子与电气工程学院21级电子信息专业本科大三学生。
关键词：水下光通信 信道建模技术 信道调制技术摘要1 前言光通信技术发展可追溯至1880年，光电话由美国贝尔发明，但仅处于试验阶段。
当前光通信技术已被广泛应用于电信、互联网工控等诸多领域。
我国海岸线长度超过3万公里，对海洋资源的探索也随科技发展而逐步深入。
对海洋资源的开发，离不开通信技术的支持。
现在的水下通信方式还是主要依靠海缆完成，但无线通信方式相对线缆通信具备更多优势，一直是当前的研究热点，特别是水下光通信。
水下光通信(Underwater Wireless Optical Communication ， UWOC)作为一种新兴的水下无线通信方式，是以可见光信息为载体，通过对数字信号进行编码调制和解调，以水作为信道进行传输的通信方式。
由于其具备低延时、高带宽的特点，在海底资源探索及海洋环境监测等方面具备较广泛的应用前景，且具备高保密性的特点，在军事上也具备一定的发展潜力，现今成为水下信息传输领域的研究热点。
2 水下光通信系统模型和研究现状水下可见光通信的系统模型如图1所示，整体结构可分为3部分，发射部分、信道部分和接收部分。
发射部分主要实现信号的编码调制，要求光源效率高、编码抗干扰能力强。
该部分实现了电信号转光信号。
水下无线蓝绿激光通信系统设计
水下无线蓝绿激光通信系统设计摘要：传统的水下通信一般采用声学通信和电磁波通信。
由于激光的特殊性能，采用水下激光通信具有高保密性、高传输速率和高抗干扰等优点。
本文利用蓝绿光在水中的低衰减系数的特性，通过研究蓝绿光激光器LD和光电探测器PIN的特性，分别设计了输出电流可调的恒流源电路、高速内调制电路、光电转换电路以及弱信号检测电路，最终实现水下蓝绿光通信。
关键词：蓝绿光激光；内调制；水下通信0引言水下光通信是以光波作为载波实现数据传输的通信方式[1]。
相比于其它通信方式，水下无线光通信具有以下特点：光波的频率很高,故其承载信息的能力很强,能够传输的信息容量很大,可使用的通信带宽很宽；光波具有很高的传输速度；若使用激光作为光源,水下光通信系统对各种干扰的抵抗能力非常强；激光的发散性小、光束窄、传播的方向性好,从而增加了通信系统的保密性[2]。
其应用在商业领域，可对海洋的能源、地形、气候等进行探测；在军事领域中，可借助它对敌军进行突然袭击，切具有很好的隐蔽性以及和外界通信。
所以水下光通信是具有很好地发展前景。
1通信总系统设计本文基于蓝绿光在水中吸收特性和激光的准直性优点实现水下通信，其主要研究的内容包括：信号调制、恒流源（驱动蓝绿光激光器）、光电检测器件（光电二极管PIN）、互阻放大电路路、主级放大电路以及判决电路的设计。
系统具体框图如图1所示。
图1系统框图从图1可知本系统主要分为光发送模块和光接收模块。
光发送主要完成的任务是将数字的电信号转移到光上。
光接收的作用是将光信号转化成电信号，并将电信号恢复成可处理的数字信号。
2通信系统光发送机2.1光源驱动电路设计激光二极管一般均采用恒流的方式驱动，恒流源的制作方法较多，如线性稳压芯片LDO、开关电源DC-DC、三极管或者MOS管（威尔逊电流源）等。
其中线性稳压芯片工作效率较低，所以选用BUCK型的DC-DC（LT3474）制作恒流源用于驱动LD。
绿光激光器可选用的功率为120mW、波长520nm、驱动电流240mA。
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西安邮电大学《无线光通信》学院：电子工程学院专业：电子科学与技术姓名：***学号：*（*）班级：*时间：2013-2014学年第一学期水下光通信摘要：水下光通信作为一种快捷的无线光通信方式，已经逐步成为现实，解决了长期水下目标探测、通信等难题。
本文对水下光通信的发展、重要性、优势和存在问题进行了系统的学习和分析，以及介绍了水下光通信的两种方式，分别对水下光纤通信和水下激光通信的特点及应用作了详细的介绍。
由于水下光通信在水下传输时受到了水下复杂的条件影响，水下光通信将来的研究方向在增加传输容量、延长传输距离、自动方向对准、降低设备成本等方面。
如果这些问题能得到有效解决，那么水下光通信对无线光通信行业将发挥巨大的促进作用。
关键字：水下光通信水下光纤通信水下激光通信一、水下光通信的发展光通信起源最早可追溯到19世纪70年代,当时Bell提出采用可见光为媒介进行通信,但是当时既不能产生一个有用的光载波,也不能将光从一个地方传到另外一个地方。
因此直到1960年激光器的发明,光通信才有了突破性的发展，但研究领域基本上集中在光纤通信和不可见光无线通信领域。
由于海水对光的强吸收特性，水下光通信技术一直没有得到重视。
直到1963年,Dimtley等人在研究光波在海洋中的传播特性时,发现海水在450-550纳米波段内蓝绿光的衰减比其它光波段的衰减要小很多, 证实在海洋中亦存在一个类似于大气中存在的透光窗口。
这一物理现象的发现为解决长期水下目标探测、通信等难题提供了基础。
水下光学通信技术研究前期主要集中在军事领域，长期以来是水下潜艇通信中的关键技术。
美国海军从1977年提出卫星与潜艇间通信的可行性后, 就与美国国防研究远景规划局开始执行联合战略激光通信计划。
1983年底, 前苏联在黑海舰队的主要基地塞瓦斯托波尔附近也进行了把蓝色激光束发送到空间轨道反射镜后再转发到水下弹道潜艇的激光通信试验。
澳大利亚国立大学信息科学与工程研究学院的研究小组开发了一种低成本、小体积、结构简单的光学通信系统，选用LuxeonⅢLED的蓝（460nm）、青（490nm）、绿(520nm)光，接收器电路采用对蓝青绿三种光灵敏度很高的SLD—70BG2A 光电二极管，这套系统在兼顾速度与稳定性的同时，通讯速率可达57.6kbps，由于采用红外无线通信协议，其水下传输速率和传输距离受到极大限制。
美国伍兹霍尔海洋研究所研究小组研制了一套基于发光二极管（LED）低功耗深海水下光学通信样机，采用键控调制技术实现了10Mbps的通信速率。
由于是针对深海领域，没有考虑了水下光学信道中的散射影响，其结果存在一定的片面性。
日本Keio大学研究小组开展了基于可见光LED的水下光学无线通信研究，采用米氏散射理论进行悬浮颗粒对信道影响的分析，其仿真结果表明，水下光学信道的传输特性与波长和海水浊度有关。
美国海军航空系统司令部的研究小组探讨了海水散射影响对PSK调制的水下光学无线通信在10-100Mbps通信速率的影响，结合实验室内模拟试验进行分析，试验结果表明海水的混浊度对信道调制带宽和相位具有重要影响。
但是对实际环境下海水散射对编码调制技术的影响机制缺乏全面的认识。
近年来，Hanson和Radic采用Monte Carlo方法进行水下光波传输仿真，验证了传输速率为1Gbps 的水下光学通信的可行性。
由于各种原因，国内所开展的水下光学通信技术研究有限，在水下光学信道的光学特性研究方面基础较为薄弱。
二、水下光通信的重要性近十年来，新兴的水下无线传感器网络技术为获取连续、系统、高时空分辨率、大时空尺度的海洋要素观测资料提供一种全新的技术手段。
水下无线传感器网络由多个低成本、低功耗、多功能的集成化微型传感器节点组成，这些传感器节点构成无线网络，具有数据采集、无线通信和信息处理的能力，将多个此类传感器节点布置在一个特定的区域内，可形成无线传感器网络,它们通过特定的协议，高效、稳定、准确的进行自组织，并通过各传感器节点协作进行实时测量、感知和采集各种海洋要素的信息，利用无线通信技术将观测信息实时传输。
因此，通过在感兴趣的海域布设大量廉价无线传感器节点可以获取海洋环境时空变化观测资料，实现大范围的观测区域高覆盖面的监测，为实现多点化、立体化、长时序、网络化、实时化、大空间尺度的海洋环境监测提供技术支撑。
在海洋军事活动中，为保障信息传输过程中不受干扰和不被截听，利用AUV （Autonomous Underwater Vehicle）进行指挥舰与潜艇，潜艇与潜艇之间的通信联络；在港口安全保障过程中，在AUV上搭载声学或光学监测传感器进行港口及水下设备的检测和目标的跟踪，并及时通过无线通信技术将信息传输到信息中心。
总之，对于水下的通信技术的要求已经是越来越高，我们需要找到一种高效的水下通信技术能够实现多个固定端点的信息传输和多个移动端点的信息传输。
三、水下光通信的优势光学通信技术可以克服水下声学通信的带宽窄、受环境影响大、可适用的载波频率低、传输的时延大等缺陷。
因为，1）由于光波频率高，其信息承载能力强，可以组建大容量无线通信链路。
2）是光波在水介质的传输速率可达千兆，使得水下大信息容量数据的快速传输成为可能；3）光学通信具有抗电磁干扰能力强，不受海水温度和盐度影响等特点；4）波束具有较好的方向性，如想拦截，就需要用另一部接收机在视距内对准发射机，造成通信链路中断，用户会及时发现通信链路中断事故。
5）随着半导体光源关键技术不断突破，体积小，价格低、效率高的可见光谱光电器件充足。
并且由于光波波长短，收发天线尺寸小，可以大幅度减少重量。
四、水下光通信存在问题海水是一个复杂的物理、化学、生物组合系统，它含有溶解物质、悬浮体和很多各种各样的活性有机体。
由于海水中的物质和悬浮体的不均匀性，导致光波在水下传播过程中因吸收和散射作用而产生衰减。
光波的水下传输特性是制约水下光学无线通信质量的重要因素之一，它对整个水下光学无线通信系统设计方案的确定产生着重要影响。
根据对海水光特性的研究，光波在水下传输所受到的影响可以归纳为以下三个方面1）光损耗：忽略海水扰动和热晕效应，光在海水中的衰减主要来自吸收和散射影响，通常以海水分子吸收系数、海水浮游植物吸收系数、海水悬浮粒子的吸收系数、海水分子散射系数和悬浮微粒散射系数等方式体现。
2）光束扩散：经光源发出的光束在传输过程中会在垂直方向上产生横向扩展，其扩散直径与水质、波长、传输距离和水下发散角等因素有关。
3）多径散射：光在海水中传播时，会遇到许多粒子发生散射而重新定向，所以非散射部分的直射光将变得越来越少。
海水中传输的光被散射粒子散射而偏离光轴，经过二、三、四等多次散射后，部分光子又能重新进入光轴，形成多次散射。
以上问题最直接后果就是激光通信误码率较高误码率达到一定程度时会导致通信失败。
五、水下光通信的分类依据传输的介质不同或者说是否是固定端点间的信息传送而将水下光通信分为水下光纤通信和水下激光通信。
5.1水下光纤通信5.1.1水下光纤海底光缆：敷设在海底的通信光缆，称海底光缆。
又称海底通讯电缆，是用绝缘材料包裹的导线，铺设在海底，用以设立国家之间的电信传输。
最初海底通讯电缆提供电报通讯，后来的电缆则最次引入电话通讯，以及电脑网络通讯。
现代的电缆还用上光纤技术去传递数位信息，并且设立更先进的电话通讯互联网与私人数据通讯。
海底光缆是用绝缘外皮包裹的导线束铺设在海底，分海底通信光缆和海底光力光缆。
前者主要用于通讯业务，后者主要用于水下传输大功率光能。
与人造卫星相比，海底光缆有很多优势：海水可防止外界光磁波的干扰，所以海缆的信噪比较低；海底光缆通信中感受不到时间延迟；海底光缆的设计寿命为持续工作25年，而人造卫星一般在10到15年内就会燃料用尽，因此相对于卫星通信，海缆通信具有价格低，通信速度快等优点。
但是由于海缆是埋在海底，所以海缆往往容易遭到捕鱼的拖网渔船，船锚破坏，甚至鲨鱼咬断，而且有时也被敌军部队在战时破坏，再加上海水具有腐蚀性，且海缆一般埋在深海处，受到的压强较大所以海底光缆也有其铺设维修困难等不利因素。
5.1.2海底光缆的构造深海光缆的结构比较复杂：光纤设在U形槽塑料骨架中，槽内填满油膏或弹性塑料体形成纤芯。
纤芯周围用高强度的钢丝绕包，在绕包过程中要把所有缝隙都用防水材料填满，再在钢丝周围绕包一层铜带并焊接搭缝，使钢丝和铜管形成一个抗压和抗拉的联合体。
在钢丝和铜管的外面还要再加一层聚乙烯护套，这样严密多层的结构是为了保护光纤、防止断裂以及防止海水的侵入。
典型海底光缆的结构解析1)聚乙烯层2)聚酯树酯或沥青层3)钢绞线层4)铝制防水层5)聚碳酸酯层6)铜管或铝管7)石蜡，烷层8)光纤束5.2水下激光通信水下无线通信广泛使用的是声学通信技术，水声通信技术具有通信距离远、通信可靠性高等优点，声学通信技术在浅海和深海的水下无线通信领域中得到了广泛的应用。
但是，水下声学通信也有诸多的局限性。
5.2.1水下激光通信的组成水下激光通信主要由三大部分组成：发射系统、水下信道和接收系统。
水下无线光学通信的机理是将待传送的信息经过编码器编码后，加载到调制器上转变成随着信号变化的电流来驱动光源，即将电信号转变成光信号，然后通过透镜将光束以平行光束的形式在信道中传输；接收端由透镜将传输过来的平行光束以点光源的形式聚集到光检测器上，由光检测器件将光信号转变成电信号，然后进行信号调理，最后由解码器解调出原来的信息。
水下激光通信系统的组成：5.2.2水下激光通信的优势水下激光通信的优点是：1)通信容量大。
在理论上，激光通信可同时传送1000万路电视节目和100亿路电话；2)保密性强。
激光不仅方向性特强，而且可采用不可见光，因而不易被敌方所截获，保密性能好；3)结构轻便，设备经济。
由于激光束发散角小，方向性好，激光通信所需的发射天线和接收天线都可做的很小，一般天线直径为几十厘米，重量不过几公斤，而功能类似的微波天线，重量则以几吨、十几吨计。
【参考文献】[1]韩太林主编.光通信技术.机械工业出版社，2011.4[2]原荣主编.光纤通信.电子工业出版社，2002.1.1[3]柯熙政，席晓莉编著.无线激光通信概论.北京邮电大学出版社，2004.8。