南邮团队构建空天海一体化全光通信网络，开拓无线通信新领域

从某种意义上讲，现代无线通信技术的发展史，便是通信频率由低向高进化的历程。

然而，随着技术的进步与普及，原有的射频通信频谱逐渐饱和，而极高频及至高频等高频率射频技术的开发尚面临众多挑战。

于是，另一种频率更高、频谱更宽的技术路线无线光通信，便吸引了学界更广泛的关注。

事实上，无线光通信并非新兴技术，对我们而言也并不陌生。从中国古代的烽火台，到第一次世界大战时期的光电电报，其应用历史远比射频通信悠久。

然而，受限于光的穿透性弱、衰减速度快等缺陷，这项技术长期以来并未成为主流的通信技术。

尽管近年来，半导体光源、光电检测与信号处理等相关技术在不断地进步，但高速无线光通信的研究仍主要停留在模拟阶段，与实际应用脱节。

即便某些研究已经实现实时传输，但它们通常只适用于特定场景，而无法与其他通信系统互通。

基于此，南京邮电大学王永进教授带领的团队与苏州亮芯单片光电科技有限公司合作，提出并构建了一种空天海一体化全光通信网络（All-Light Communication Network，ALCN）技术。

图丨ALCN 概览（来源：Optic Express）

为适应不同应用场景，该技术整合了四种特定波长的光通信技术建立其通信链路。

考虑到纯净海水对蓝绿光的低吸收率使其能在水下实现远距离通信，课题组成员在水下采用了蓝光通信（Blue Light Communication，BLC），用于控制无人水下航行器或在水下设备与浮标间建立通信。

在中性密度（Neutral Density，ND）因子为 256、浊度为 1.7 的游泳池中，BLC 链路的传输距离可达 12 米，并能在 20 度角度范围内建立通信连接。

但浊度的增加和水流的加剧可能会导致接收信号减弱和光学自干扰，需通过调整光学和电学增益来解决这些问题。

在海面之上的部分，研究人员首先使用的是无线白光通信（White Light Communication，WLC），这一技术能在陆地上实现 150 米范围内的通信，适用于海面信标、浮标与船只之间，以准确报告海洋状况。

其次，为了避免阳光的干扰，该课题组选择了日盲深紫外通信（Deep Ultraviolet Communication，DUVC）与无人机等机载设备建立连接。在强光环境下，DUVC 链路能在最大 7 米范围内实现日盲通信。

需要注意的是，尽管这些基于 LED 的通信技术发散角更宽，但也存在接收光功率较低的缺陷。

因此，针对在自由空间进行的点对点远距离通信，研究团队选择了高光功率定向光为基础的激光二极管通信（Laser Diode-based Communication，LC）。

由于激光二极管发散角较小，LC 链路需借助稳定器和姿态传感器保持通信过程中的精确对准。

该网络利用以太网交换机（Ethernet Switches）和 Wi-Fi 技术连接不同的光通信链路，实现不同网络节点间的信息共享。

这种灵活的接入方式极大拓宽了 ALCN 的应用范围，从传感器到个人计算机，再到移动设备，有线与无线设备均可通过这种网络交换数据。

并且，所有的无线光通信链路均采用注册插座（RJ-45）网络接口，统一了传输模式，使网络的部署和维护过程得以简化。

为满足更广泛的终端接入需求，ALCN 网络通过串联多个以太网交换机扩展接口数量，确保在多终端部署情况下，网络的连通性和稳定性不受影响。

图丨ALCN 框架示意图（来源：Optic Express）

在实验中，ALCN 展现了优异性能。整体平均功耗为 155 瓦，其中四个光通信链路占总功耗的 77.42%。

通过持续 3.5 小时测试，光链路功率保持稳定，显示出足够的稳定性与可靠性。

使用伪随机二进制序列（Pseudorandom Binary Sequence，PRBS）信号测试时，BLC 链路和 DUVC 链路均展现清晰的眼图，表明信号质量良好，传输效果显著。

在各链路中，DUVC 和 LC 链路表现突出，通过偏置模块，两种链路可实现 10Mbps 的传输速率，在满足 Xilinx Spartan-6 现场可编程门阵列的时序限制的同时，还能容纳更大的节点数据负载。

由于蓝光与白光 LED 的 3-dB 带宽较低和电流需求较高，BLC 和 WLC 链路的吞吐量则相对较低，最大传输速率为 2Mbps。

另一方面，ALCN 在数据包丢失率（Packet Loss Ratio，PLR）、延迟和抖动等关键量化指标方面也表现出色。

当使用最大传输单位 1514 字节进行测量时，整个 ALCN 的 PLR 为 2.78%，最大 PLR 为 5.80%（除自检点外），其传输延迟低于 74 毫秒，最大抖动为 15 毫秒。

（来源：Optic Express）

显而易见，ALCN 为未来实现多终端、多服务应用的空天海互联提供了一种前景广阔的方案。

近日，相关论文以《用于空天海一体互联的全光通信网络》（All-Light Communication Network for Space-Air-Sea Integrated Interconnection）为题发表于 Optic Express[1]。

南京邮电大学博士研究生王林宁为第一作者，王永进教授担任通讯作者。

图丨相关论文（来源：Optic Express）

接下来，研究人员计划通过波分复用技术解决 LED 引起的瓶颈问题，弥补 BLC 和 WLC 链路的传输速率较低的不足，从而提升全光通信网络的整体吞吐量。

参考资料：

1.Linning Wang, Yingze Liang, Ziqian Qi, Pengzhan Liu, Zheng Shi, Hongbo Zhu, and Yongjin Wang, "All-light communication network for space-air-sea integrated interconnection," Opt. Express 32, 9219-9226 (2024).https://doi.org/10.1364/OE.514930

支持：邹名之

运营/排版：何晨龙

“蓝光计划”史上最黑暗阴谋论背后的真相是什么？

#头条创作挑战赛#

蓝光计划是一个起源于 20 世纪 90 年代中期的阴谋论。根据该理论，美国政府正与美国宇航局（NASA）合作，计划进行大规模的假旗行动，利用先进全息图像技术模拟基督降临或外星人入侵来操纵和控制人们，以建立新的世界秩序。

第一个向公众宣布这个项目的人是一位名叫谢尔盖·莫纳斯特(Serge Monast)的加拿大记者。经过多年的学习和研究，他于 1994 年出版了一本名为“蓝光计划”(Project Blue Beam) 的书，他提出了一个四阶段的基础理论

莫纳斯特表示，通过这个项目，他们的目标是建立一个“世界新秩序”，旨在建立一个世界国家和一种宗教。“蓝光计划”项目已经在世界各地以 UFO 为幌子进行了相当长一段时间的测试。

1996年12月，谢尔盖·莫纳斯特(Serge Monast)被捕入狱一天后，因心脏病在家中去世。他的支持者推测他是被美国宇航局用精神电子武器暗杀的，因为他透露了太多他们的活动。

该理论声称该项目有四个阶段：

第一阶段涉及利用技术制造地震、UFO目击事件和其他自然灾害，以及随后出现的新考古发现，该活动将揭示迄今为止所学习或教授的宗教/神圣知识的错误和误解。所有发现的信息将揭示这些国家的宗教几个世纪以来一直被误解！

第二阶段涉及一个巨大的 3D 天体秀，三维全息激光投影将出现在世界各地的天空中，与现实完全无法区分。

莫纳斯特说，阴谋者将使用“天基激光生成卫星”“以所有语言将图像同步投射到地球的各个角落，具体取决于地区。”

这些投影在形式上将是神圣的耶稣、穆罕默德、佛陀等图像。例如，一位天主教神将在罗马出现并用意大利语说话，或者在孟买，湿婆神和毗湿奴将用完美的印地语讲话。

新神的声音将以各种语言和方言直接进入人们的头脑（就像心灵感应）。这些全息图是如此令人信服，以至于大多数人都会认为它们是真实事件。

接下来，第三阶段是精神控制这是核心步骤。通过该项目的心灵感应和电子增强的双向通信方法，“双向电子心灵感应通讯”的全部力量将被释放：一种微妙而完美的精神控制形式。由于极低频无线电波的影响，ELF、VLF和LF波将到达每个人，并在他们的脑海中产生一种令人信服的感觉，仿佛他们可以听到新神直接在他们的头脑中与他们交谈。

第四阶段也是最后一个阶段涉及实施新的世界秩序，以“外星人入侵”为幌子，迫使世界各国将权力移交给联合国，宣布全世界进入“紧急状态” ，最终目标是完全控制人口并实行单一世界政府。

如果这个精心准备的计划得以实现，将会在世界上造成巨大的混乱，国家之间会陷入冲突，每个人都会互相指责对方的教义，此外，当这一切发生时，世界各地将出现一段政治无政府状态和自然灾害造成的破坏的时刻。

为了理解这个计划是如何实现的，有哪些技术可能应用：

3D全息图像技术：

据说从20世纪50年代开始，被称为“回形针行动”的战败的德国纳粹科学家被带到美国，开始了当时具有开创性和先进性的尖端研究。

被称为全息图的视频技术首次在大众媒体上亮相是在 20世纪70年代的电影《星球大战》中，其中主角之一的莱娅公主以全息图的形式出现并说话，就好像她就在我身边一样，这一场景令人印象深刻。

HAARP气象武器：

利用高频电磁波束控制高层大气。有美国物理学家认为，“高频主动极光研究项目”是世界上最大的气象战武器。高达17亿瓦的强大无线电辐射,能够加热电离层，形成温度过高的辐射环境，在地球表面或造成干旱，或造成飓风，而且还能制造人工电磁风暴，破坏导航系统、影响天气和人们的心理状况。

棱镜门事件的爆料者斯诺登也曾表示HAARP计划不但可以控制天气，更可以精神控制。斯诺登表示，当HAARP的频率达到某个程度时，就可以直接影响人的大脑和躯干，即使是程度轻微的电波也会让人产生幻觉或歇斯底里的行为。只要稍稍调整频率，就不只是失去行为而是失去意识甚至是性命。

心灵感应通讯：

蓝光计划理论还假设电子双向心灵通讯系统的存在。尽管这听起来像科幻小说，但埃隆·马斯克的脑机接口的一些进展表明，在未来，我们可以看到技术与人脑之间更直接交流的发展。

AI 和 3D 建模方面的进步：

利用人工智能创建逼真的 3D 人物模型，展示了 AI 如何提高全息表示的真实性。在“蓝光束计划”理论中，人工智能可以用来完善投影图像，使其更加令人信服。

有人认为，实施如此规模的骗局所需的技术尚不存在，并且控制数十亿人的感知的想法将非常复杂且不切实际。

尽管缺乏证据，该理论仍然持续存在并随着时间的推移而发展，经常被阴谋论者引用作为秘密和恶毒的全球精英寻求奴役人类的证据。然而，没有具体证据支持“蓝光计划”支持者的说法，该理论已被科技领域专家广泛揭穿，被认为是一个骗局。

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