紫外光通信特点和信道模型的介绍及紫外光通信系统的设计与实现

第3卷 第4期 光 学 与 光 电 技 术V ol. 3, No. 4 2005年8月OPTICS & OPTOELECTRONIC TECHNOLOGYAugust, 2005收稿日期 2004-11-30； 修改稿日期 2005-01-27 作者简介 李霁野（1954-），男，高级工程师，主要研究方向为数据通信、野战程控交换机。

E-mail: li_cssar@ 文章编号 1672-3392(2005)04-0019-03紫外光通信在军事通信系统中的应用李霁野 邱柯妮（中国科学院空间中心通信室，北京 100080）摘 要 介绍了紫外光通信的性能特点、链路工作方式及影响紫外光通信的主要因素，并分析了紫外光音频通信系统的设备构成及其在军事作战和演习中的应用。

关键词 紫外光通信；保密性；工作方式 中图分类号 TN929.1 文献标识码 A1 引 言紫外光通信作为一种新的通信手段，其最突出的优点是不易被探测和截收，非常适用于近距离抗干扰的通信环境。

美国军方对紫外光通信领域高度重视，从上个世纪30年代至今，他们进行了从基本原理到实用系统等多方面的研究，已研制出实用的设备，但其项目研制情况和技术细节目前都处于高度保密状态。

与之相比，紫外光通信的研究和实践工作在我国起步较晚，国内在该领域的研究还远远不够，特别是在军用领域，对军用紫外光通信系统的研究已经迫在眉睫。

2 紫外光通信的特点及工作方式紫外光通信的基本原理：以紫外日盲区的光谱为载波，信息电信号调制加载在紫外光上，通信系统的发射端和接收端通过初定位和调整，再经过光束的捕获—对准—跟踪（APT ）建立起光通信链路，然后以自由空间和大气为信道来传输信息。

2.1 紫外光通信的优点1）数据传输的保密性高系统辐射的紫外光通信信号扩散在大气层中被大气吸收，信号的强度按指数规律衰减，这种信号场强的指数衰减是距离的函数。

这样，就可以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减至最小，从而使敌方很难截获紫外光通信信号。

探析紫外光通信技术原理及应用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，有很多优势。

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。

紫外光通信具有灵活、低窃听、全方位、非视距通信的独特优势，主要应用于短距离的、保密的通信是常规通信的一种重要补充。

紫外光通信是以大气分子和子溶胶粒子的散射和吸收为基础的。

紫外光通信基于两个相互关联的物理现象：一是大气层中的臭氧对波长在200nm到280nm之间的紫外光有强烈的吸收作用，这个区域被叫做日盲区，到达地面的日盲区紫外光辐射在海平面附近几乎衰减为零；另一现象是地球表面的日盲区紫外光被大气强烈散射。

日盲区的存在，为工作在该波段的紫外光通信系统提供了一个良好的通信背景。

紫外光在大气中的散射作用使紫外光的能量传输方向发生改变，这为紫外光通信奠定了通信基础，但吸收作用带来的衰减使紫外光的传输限定在一定的距离内。

因此紫外光通信是基于大气散射和吸收的无线光通信技术。

选择紫外“日盲”波段光波进行传输信号时，信号在传输过程中很少受到大气背景噪声干扰。

由于紫外辐射在大气中由瑞利散射所造成的光能损失是红外线的1000倍以上，使得工作于紫外波段的系统与红外系统相比具有很大的不同。

它是信息传输实现非视距工作方式的基础，同时也克服了其他自由空间信息传输系统在视距方式工作时的弱点。

与常规通信方式相比，紫外光通信有其特有的优势：1、高保密的数据传输性和强抗干扰能力；紫外光通信主要基于大气对紫外光的散射和吸收作用。

紫外光信号在大气传输过程中会呈现指数倍的衰减，传输距离一般不超过10公里，信号难以监听和截获。

另外，紫外光通信系统的辐射功率可根据通信距离减至最小，无线电设备很难对其进行干扰和精确定位。

2、可用于非直视通讯；紫外光在大气传输过程中会发生散射现象，散射特性可以使紫外。

光通信模块设计与实现随着现代科技的不断发展，光通信技术也在不断迭代和演进，越来越多的应用场景需要高速、稳定、可靠的光通信传输。

而光通信技术中的光通信模块，作为实现光电转换的核心组件，对整个系统的性能起着至关重要的作用。

本文主要介绍光通信模块的设计与实现。

一、光通信模块的基本原理作为实现光通信的核心组件之一，光通信模块涉及到很多基本原理。

首先，从信号的发射方面来看，光通信模块通常采用半导体激光器或LED等元器件，将电信号转换为光信号。

而在接收方面，则需要采用光电转换器件，将光信号转换为电信号。

此外，光通信模块还需要进行信号的调制和解调等工作，以确保信号的稳定和可靠。

二、光通信模块的设计要点在设计光通信模块时，需要考虑到许多要点。

首先，光通信模块的芯片必须具备高性能、高精度、高速传输等特点，以满足市场对通信速率、传输距离和带宽等方面的不断提升的需求。

此外，芯片的集成度也需要越来越高，可以实现多种不同通信协议的兼容。

这些要点在光通信模块的设计中都需要得到考虑。

三、光通信模块的应用场景在现代的信息化社会中，光通信技术的应用场景已经非常广泛。

例如在光纤通信和无线同步通信中，光通信模块都具有非常重要的地位。

此外，在视频监控、医疗设备、航空航天等领域，也都使用到了光通信技术。

因此，光通信模块的研发和生产，在现代经济中具有非常广泛的应用前景。

四、光通信模块的发展趋势现在，光通信模块的技术发展迅猛，对其未来的研发和应用也提出了极高的要求。

未来，随着通信规模的增大和通信网络的更加复杂，光通信模块需要更高速、更高带宽以及更稳定的技术支持。

此外，芯片的集成度和光通信模块的制造成本也需要不断得到提升，在逐渐完善的设计和制造技术下，未来的光通信模块可望在性能和成本上实现全面提升。

总之，光通信模块在现代光通信技术中起着不可或缺的作用。

未来，光通信模块的研究和应用仍然需要不断的升级和改进，以适应市场对通信技术的不断需求，加速推动现代信息化的发展。

第7卷　第22期　2007年11月167121819(2007)2225898204　科　学　技　术　与　工　程Science Technol ogy and Engineering　Vol .7　No .22　Nov .2007Ζ　2007　Sci .Tech .Engng .直升机集群紫外光通信系统陈　晗(国防科技大学光电科学与工程学院,长沙410073)摘　要　介绍了紫外光通信的基本原理及特点,并针对目前无线电通信在战场中易被监听和截收的弱点,提出了一种基于紫外光的新型直升机集群通信系统设计方案。

通过分析,讨论了影响通信系统的主要因素,给出了若干可行性解决措施。

关键词　紫外光通信系统　直升机集群　紫外光辐射　日盲区中图法分类号　T N23;文献标志码　A2007年7月27日收到作者简介:陈　晗,男,(1986—),汉族,本科在读,研究方向:光电探测技术。

E 2mail:chenhan860815@ 。

紫外光技术被广泛应用于医疗卫生、火灾探测、商业防伪等诸多民用领域。

20世纪80年代以来,美国等军事强国开始研究紫外光波段在军事方面的应用,紫外光通信系统就是其中之一。

紫外光通信作为一种新型的通信手段,其最突出的优点是不易被探测和截获,非常适用于近距离抗干扰的通信环境,在军事领域具有很高的实用价值。

在直升机集群内部建立完善的军用紫外光通信系统,可大大提高军用直升机的通信安全和战斗力。

1　紫外光通信基本原理及特点1.1　基本原理由于阳光中的紫外辐射源在通过地球大气层时会受到臭氧层对200～300n m (日盲区)的紫外光的强烈的吸收作用,使得这一波段的紫外辐射在海平面附近几乎衰减为零。

紫外通信中以日盲区的光谱为载波,利用发射端将信息信号调制加载在紫外光并发射出去。

已调制的紫外光载波信号利用大气中粒子、气凝胶、灰尘等微粒对其散射作用到达接收端,经光电转换和解调处理被提取出信息信号。

1.2　紫外光通信的特点由于紫外在近地面存在“日盲区”光谱和紫外光在大气中的强烈散射作用,使紫外光通信具有很好的保密性,可进行非视距通信、抗干扰能力强、全天候工作、全方位性的特点。