紫外光通信的应用有哪些？

紫外光通信系统是一种新型的通信手段，与常规的通信系统相比，紫外光通信具有灵活、低窃听、全方位、非视距通信的独特优势。 由于紫外线主要以散射方式传播，并且传播路径有限，采用紫外光通信系统具有一定的绕过障碍物的能力，非常适用于近距离抗干扰的通信环境。

紫外光通信既可以补足传统光通信不能进行非视距通信，受气候影响严重的缺陷，也可以弥补传统无线及有线通信需要部署线路和基站等灵活性差的不足，是一种极具发展潜力的通信手段，尤其是军事通信方面。

美军一直将光通信视为实现全域军事接入的重要能力。 从2006年成功演示浮空器和地面终端之间的80Gbps自由空间光通信（FSO）系统开始，到更远固定距离演示，之后是空对地移动测试，以及2012年的移动空对地FSO网络演示，通过这项技术的研发，美军现在已经建立了一系列能力，可以组合起来满足特定任务需求。 在取得这些进展的同时，美军还在支持天基系统、高空平台以及地基和水下光通信研究。

海洋资源的开发和采集几乎与水下通信密不可分，水下通信技术的研究引起了人们的广泛重视，采用紫外光通信和声光组合通信方式，更具体地说，是自由空间光调制解调器与水声通信调制解调器集成，以利用这两种技术的协同效益。 通信距离将由声学提供，光学调制解调器将提供更大的带宽。 不可见的紫外光，与组合式声-光工作概念相结合后，在实现水下隐蔽通信方面具有巨大潜力。 国防技术专家正在为新的AUV概念而关注这一领域。

早期的紫外光通信系统采用气体放电灯作光源，限制了紫外光通信的发展。 进入21世纪后，美国国防先进研究计划局先后在2002年和2007年启动了开发半导体紫外光源项目和深紫外雪崩光电二极管项目，加快了小型化紫外光源和紫外探测器的发展。 2000年以来，紫外LED凭借其体积小、发散角可定制、散热方便等优势成为紫外光通信的主要光源，同时基于紫外光电倍增管和雪崩光电二极管的紫外探测器凭借其响应快、敏感度高、放大倍数等优势成为紫外光通信中的主要探测装置。

至芯半导体的研究人员经大量研究实验发现以AlN为模板制作的深紫外芯片，其通讯速度更快，而且体积也可以做到比传统的LED更小。 通过小型芯片的集成有利于提高光通信技术的功率和速度。

由此可见，紫外线通信系统作为新型通信手段，其具有抗干扰能力强、保密性好、非视距通信以及全方位通信等优点，可应用在无线通信、有线通信、光纤通信等不能用的复杂环境中。 目前紫外线通信的许多技术已在研发中，并逐步在军事、娱乐、生活中的场景领域进行测试应用。

战场遇上黑科技——美军利用紫外光网络来加密战场通信？

转自networkworld，作者Patrick Nelson，蓝色摩卡译，合作站点转载请注明原文译者和出处为超级盾！

根据报道，美国陆军希望使用自由空间紫外光传输为野外士兵开发新的、更安全的通信网络。

美国陆军研究人员正在探索在战场上使用紫外线光通信，因为在该技术加持的情况下，会使得敌方无法检测到被军方保密的加密链路 。

研究人员关注的一件事是衰减的影响，即信号随着距离的增加而减弱的自然现象。他们想知道，在一定的距离内，信号是否足够微弱，敌人能否会探测到加密信号 。

但信号仍然足够强，友军接收器可以探测到 。他们说他们观察到了这种情况，但是关于他们工作的研究论文并没有说这些距离是多少。

根据陆军的一份新闻稿，“紫外通信具有独特的传播特性，不仅允许建立新型的非视距光学链路，同时也意味着传输可能更难被敌方探测到 。”

这项由美国陆军作战能力发展司令部陆军研究实验室进行的研究的主要目的是为未来的研究开发一个框架，该框架可以在何种情况下量化紫外通信，既对友军有用，又对敌方探测不到 。

在研究过程中，他们获得了另外的重要发现:

最坏的情况——当敌人的探测器在发射器的接受范围内，而自己人的接收器不在接受范围内结果并不会像想象的那样令人担忧（简言之，紫外线网络的信号保密性很好）。

控制紫外线发射器的信号似乎不是一种有效的方法来减轻对手对信号的检测。因此研究人员计划分析四种情景下的信号接受情况 ，包括紫外线发射器、目标接收器和敌军探测器的放置:

1、我方的接收器和敌方检测器均与发射器在监测范围内。

2、我方的接收者在监测范围内，而敌方监测器则不在。（最好的情况）

3、敌方的检测器在监测范围内，而我方的监测器则不在。（最糟糕的情况）

4、我方的接收器和敌方检测器都不在监测范围内。

这个假设是，对手会尝试随着时间的推移计算光子数，以检测相干的传输信号正在进行通信。

科学家们接受了这样一个事实，即在靠近发射机的地方，信号很容易被探测到，因此有效利用紫外线透射将取决于对相对检测器的位置有良好的了解 。

其中一名研究人员Robert Drost博士说:“我们的工作提供了一个框架，该框架的可行性检测实验显示，先进技术加密的紫外线通信系统能够满足所需通信性能要求的极限 。”

“我们的研究是确保社区对使用紫外光进行通信的潜力和局限性有基本的了解，我相信这一了解将为未来陆军网络能力的发展提供帮助 。”

最后我们可以了解一下，与常规通信方式相比，紫外线网络加密拥有的优势：

(1)数据传输的保密性高。

由于大气的强吸收作用，系统辐射的紫外光通信信号的强度按指数规律衰减，这种强度衰减是距离的函数。因此，可根据通信距离的要求来调整系统的辐射功率，使其在通信范围之外的辐射功率衰减至最小，提高传输保密性 。

(2) 系统抗干扰能力强。

(3)可用于非视距通信。

由于大气中存在大量的粒子，紫外辐射在传输过程中存在较大的散射现象，这种散射特性使紫外光通行系统能以非视距方式传输信号，从而能适应复杂的地形环境，克服了其他自由空间光通信系统必须工作在视距方式的弱点 。

(4)无需ATP 跟踪。

(5)全天候工作。

该系统工作在日盲区(200～300nm)，而地表在这个波段辐射很少，可以全天候工作 。

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