保密通信之紫外光无线通信

紫外光通信的应用场景十分广泛，它正逐渐渗透到我们生活的各个角落。在军事领域，紫外光通信可用于战场短距离保密通信。在战场上，士兵们可以利用紫外光通信设备，在不暴露自身位置的情况下，安全地传递情报和指令，为作战行动提供有力支持。在智能交通领域，紫外光通信也有着巨大的潜力。未来的智能交通系统中，车辆之间可以通过紫外光进行快速、准确的信息交互。比如，在交叉路口，车辆可以利用紫外光通信提前告知周围车辆自己的行驶速度、方向等信息，从而避免交通事故的发生，实现更加高效、安全的交通流管理。这就像是为每一辆车都配备了一个 “隐形的交通协管员”，时刻保障着道路的畅通。

此外，在水下通信方面，紫外光通信也能大显身手。传统的水下通信方式，如声波通信，存在传输速度慢、信号易受干扰等问题。而紫外光在水中具有一定的穿透能力且不可见，能够实现高速、保密的水下通信。这对于海洋科考、水下作业以及潜艇通信等领域来说，无疑是一个重大的突破。

紫外光通信技术也正逐步从实验室走向实际应用。众多科研机构和企业纷纷加大对紫外光通信技术的研发投入，致力于攻克技术难题，推动其产业化发展。美国在紫外LED通信的理论和实验领域做了大量工作，已经可以实现短距离100米内非视距紫外LED通信。加拿大的英属哥伦比亚大学和麦克马斯特大学也在紫外信道建模和实验方面展开了研究。国内的主要研究机构包括北京邮电大学、清华大学、中国科学技术大学等，它们在紫外光通信信道建模和实验方面都进行了研究，并搭建了100米内的紫外LED通信系统。

武汉六博光电技术有限责任公司推出的一款紫外光通信设备，如图1所示，发射采用310nm及365nm波段光光源，接收端采用高灵敏度光电探测器（PMT），FPGA做透明传输，在空间实现了速率10Mbps距离150米视频传输，在白天的水下实现了10Mbps距离20米数据传输。

图1 紫外光通信设备

如图2所示，紫外光波段包括200nm-400nm，该波段在人眼不可见且太阳光谱中紫外光较少。紫外光波段在大气中也有着高保密性、低背景噪声、强散射性以及非视距通信等特性。

图2 太阳光谱图

设备利用OOK调制技术，驱动大功率紫外LED阵列进行光信息传输。接收端采用高灵敏度光电倍增管接收光信号，匹配高速、低噪声跨阻放大器提高接收端灵敏度探测极微弱光，从而达到光信号接收的目的。信息处理单元模块在发射端是将图片、视频、文字等数据流转换为二进制数据流进行信息编码后，将二进制数据流输入到LED驱动电路中，在接收端将数字信号进行译码后恢复为二进制数据由计算机处理。

图3光通信示意图

2024年8月25日，设备样机在室外晴天进行测试，利用网络摄像头，用一端电脑可成功获取另一端的摄像头画面，在距离150米处仍可清晰的显示对向端画面。

图4 室外晴天紫外光通信

紫外光通信的强散射及非视距特性还可应用于跨介质、低空无人机通信领域，克服了光通信必须工作在视距内的弱点。

甚至在瞬息万变的现代战场中，通信技术的可靠性与隐蔽性直接关乎士兵的生存与任务成败。传统无线电通信易受干扰、易被侦测的短板，催生了新一代通信技术的探索——紫外光单兵通信，凭借其“隐形传输、抗干扰、高保密”的特性，正成为未来单兵作战的颠覆性技术。紫外光单兵通信不仅是技术的革新，更是未来战争形态的缩影。

武汉六博光电技术有限责任公司专注于无线光通信，也在大力研发其他光通信应用场景，光通信领域也正在经历快速的技术革新和市场扩张，为未来的数字化世界提供了坚实的基础。