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

近期疯传网络谣言你“中招”了吗

俗话说“谣言止于智者”，但在网络发达的当下，谣言又很难真正止于智者，众所周知，网络信息鱼龙混杂，社交平台也常常是“三人成虎”，大家稍有不慎便会“中招”，因此更需要大家练就火眼金睛，对信息加以甄别，避免以讹传讹。此外我们还应该让谣言真正止于“治者”，通过正规渠道对谣言进行举报，还互联网一个干净的世界。

谣言1

儿童常用电子产品，眼睛会病变？

不久前，一条微信在朋友圈内疯传，内容是“北京同仁医院眼科三位医生拿自己孩子做了7天实验，出现三种结果：玩20分钟iPhone，三个孩子平均视力接近轻度假性近视状态；玩20分钟iPad，泪膜破裂时间与干眼症患者相当；玩10分钟手机，相当于看30分钟电视。让孩子们远离手机，远离iPad!尤其不要在黑暗中玩手机！容易患黄斑病变，此病无法医治。让孩子们远离手机。”

●真相：该流言有一定的警示作用，但并不科学。手机、pad、电脑屏幕发出的蓝光的确会损伤眼睛，不过如果不是长期、连续过度用眼，假性近视、干眼症等症状是可以恢复的，而且上述中的黄斑病变无法医治，协和医院的眼科专家陈有信则表示这是一个误区，十年前说这句话是对的，而目前该病是可以治疗的。

“没听说哪位同事做了这样的实验，但长时间看手机、pad，在黑暗中玩手机，的确对眼睛不利。”北京同仁医院屈光中心主任周跃华在接受相关媒体采访时表示。

据悉人的眼睛直到18岁才算发育完成，儿童用眼过度，眼睛中用来改变晶体形状的睫状肌容易痉挛，造成假性近视。而且手机、pad、电脑的屏幕都会放射出大量蓝光，而蓝光正是对眼睛损伤最大的可见光，长时间使用就会更易出现视力疲劳。但是如果及时休息假性近视是可以恢复的。干眼症也不必恐慌，只要孩子放松眼睛，恢复泪膜持续时间，就不会对眼睛造成伤害。

因此家长要注意的是一定要帮助控制孩子看屏幕的距离，屏幕与眼睛的距离保持60-80厘米，孩子在玩电子产品时房间的光线不能太暗也不能太亮。用眼时间也要严格控制，儿童（2～6岁）操作电子产品的时间每次不宜超过20分钟，对于不满2岁的幼童请避免让他们接触这些电子产品。

谣言2

微信将推付费会员制？

据悉3月30日，微信朋友圈里开始盛传微信将推付费会员制。消息称，微信将推出会员制度，有季度和年度之分，成为会员之后好友上限可突破5000人，同时新增朋友圈装修风格。腾讯游戏部分员工已参与内测，具体费用和详细功能暂时不明。该消息一出，立马引发朋友圈热议，有人认为，微信终于要高举赚钱的大旗了。

●真相：微信官方随后对上述传言辟谣称，微信没有推出会员制度的计划，“网上传闻是假的，大家也别相信所谓啥内部爆料。”

据悉，该谣言刚发布时，传送最多的是广大微商，有微商表示，对于微商而言好友就意味着商机，微商朋友圈里的好友，就像是其他店里的会员，都是销售意向客户。而腾讯有关负责人表示:“今年以来，微信本来就在对过度营销做强力打击和清理，怎么还会允许自身商业味过浓呢？”

而对于微信为何不推付费会员制的原因，微信公众号“WXInsider”指出，收会员费就意味着需要提供额外的服务，但目前还未看到可以提供这样服务的空间。而如果开会员就能突破5000人，那是否能说微信是在变相鼓励朋友圈营销？微信看重的更应该是基于微信平台上生长出来的商业模式，而不是守着自己的一亩三分地卖钱，毕竟“连接”的想象力空间更大。微信不是QQ。

谣言3

手机电量越少就意味着辐射越强？

“当手机只有一格电的时候千万别放在耳边打电话，因为这个时候产生的辐射最大！为了您的幸福，请一定把这条信息转发给您最亲爱的家人和朋友。”其实关于手机辐射的谣言在很久前就曾被“疯传”，被一次次验证后却又经常死灰复燃，一个无法否认的原因是，我们已经离不开手机了，因此每次看到这种有关手机辐射的流言内心总是多少有些忐忑。

●真相：手机辐射与电量多少无关，信号越弱时辐射越强。

“辐射大小和手机电量没有关系。手机辐射的大小与手机发射信号的功率大小成正比。而手机发射功率的大小，一般取决于手机自身的设置，还有手机所处的位置、距离手机基站的远近，主要是由手机基站控制的。”科学松鼠会成员、香港城市大学电子工程系博士焦述铭曾表示。

手机在一格信号时候的辐射常常会比四格信号的时候大很多，手机上显示的几格信号不是手机向外发的信号强弱，而是手机从基站接收到的信号强弱。手机上的信号如果只剩一格，基站的信号到达手机的一端已经很微弱，那么作为手机来说，此时就会提高发出的信号功率，以便让基站“听到”，此时辐射就会比较大。相反，如果手机信号满格，发出功率就越小，手机的辐射反而会比较小。

谣言4

淘宝衣服来自停尸间？

近日，一篇《超级恶心！淘宝卖的衣服，原来有些来自停尸间》的文章在网上疯传。网帖嫁接公开报道称，外贸店的服装虽然“价格便宜，很多名牌”，但实际上是来自外国的垃圾场，有些甚至可能是从医院的太平间、停尸房拉过来的。这些衣服沾着污渍甚至血迹，往往沾染病毒和细菌。

●真相：目前淘宝已发布公开声明，该谣言经核实，是由2013年的一则社会新闻《深圳海关查获走私废旧衣服》“嫁接”而来，该新闻本身与淘宝网没有任何关联。

但在近日，这一谣言被有组织地传播，除网络媒体外，也被推送至4000余个朋友圈公众号，给淘宝造成了恶劣的社会影响。淘宝方表示将严正要求谣言制造者、散布者立即停止上述违法行为，并保留追踪其民事责任的权利。对于继续恶意中伤，传播谣言者，根据最高人民法院、最高检察院《关于办理利用信息网络实施诽谤等刑事案件的司法解释》，已经涉嫌构成刑事犯罪，将视情况向公安机关举报、控告。

专家表示，“谣言止于智者”，大家在看到网络上传播的信息时，一定要怀揣鉴别的心态，不可一见就信，更不能以讹传讹。在平时上网过程中，一旦发现网络谣言，我们也应该通过正规渠道进行举报。

■相关链接

举报网络谣言可拨打“12377”

中国互联网违法和不良信息举报中心相关负责人向北京晨报记者表示，对于网站、论坛、社区、博客、微博，微信、QQ等即时通讯工具，移动客户端、云盘、下载工具等传播的各类违法和不良信息，大家均可通过网站、电话或邮箱向该中心进行举报。举报互联网违法和不良信息，经查实，对举报有功人员视不同情况分别给予100元至10000元人民币奖励，对提供重大违法案件线索，重大涉恐、涉暴线索和违法人员较详细基本情况的最高给予10万元奖励；如出现多人举报同一线索，经核实，奖励最先举报人。

举报电话：12377

举报网址：www.12377.cn

举报邮箱：jubao@12377.cn

北京晨报记者 李小娟 杨琳

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