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佑明人脚踏实地 高歌前行

UVLED紫外线在通信行业上的应用

2019-08-23 佑明

       地球大气层充斥了许多被地球引力束缚的气体分子和悬浮颗粒等大气气溶胶,大气中粒子密度随高度增加而减小,实际粒子的分布依赖大气层条件,这些大气层粒子和所穿有穿过辐射带传播的辐射场发生相互作用,最基本的效应就是功率损耗和波前畸变。

       UVLED紫外光通信是利用波长为200nm~280nm这个波段的进行的。简单的无线紫外光通信系统与无线电系统的结构大致相同。待传送的信号经过编码器编码后,加载到调制器上,调制器的激励电流就随着信号的变化规律变化,激光器的输出信号经过调制器之后,相关的参数(强度、相位、振幅和偏振)就会按照相应的规律变化。最后经过光学天线变换为发散角很小的已凋光束向空间发射出去。接收端接收到已调光束之后,首先经过光检测器转换成射频电流,然后馈入射频检波器,最后由解码器解调出原来的信号。其中激光器相当于无线电通信中的射频发生器。发射机和接收机的光学天线相当于无线电天线。所不同的是紫外光通信采用光频电磁波作为通信的载波。光学天线其实就是望远镜,相当于无线电通信中的天线,但明显的是尺寸的缩小。

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(紫外通信的原理示意图) 

       UVLED紫外光通信主要是以大气散射和吸收为基础,利用中紫外波段的紫外光进行的通信,是常规通信的一种重要补充。与常规通信方式相比,紫外光通信有其独有的优点: 

      (1)系统抗干扰能力强。 

      (2)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。 

      (3)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; 

      (4)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(Non-Line of sight,NLOS)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(Line of sight)。 

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 (滤波片BPF-UB1T2光谱图)  

       UVLED紫外线在通信系统为人们提供一种新的宽带接入技术,利用光谱来突破带接入的瓶颈。随着高速本地网络互联需求不断的增大,对于不同的应用场合和不同的用户需求,通过合理的配置系统来实现对可靠性的要求。

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