För att möjliggöra höghastighets trådlös undervattens optisk kommunikation (UWOC) i kranvatten- och havsvattenmiljöer över långa avstånd, användes en 450-nm blå GaN laserdiod (LD) direkt modulerad av förnivåerad 16-kvadratförstärkare modulering (QAM) ortogonal frekvensdivision multiplexing (OFDM) data för att genomföra sin maximala överföringskapacitet på upp till 10 Gbps. Den föreslagna UWOC i kranvatten gav en maximal tillåten kommunikation bithastighet ökning från 5,2 till 12,4 Gbps med motsvarande undervattens överföringsavstånd avsevärt minskat från 10.2 till 1,7 m, med en bithastighet / avstånd sönderfallande lutning på −0,847 Gbps /m. Vid utförandet av samma typ av UWOC i havsvatten dämpade ljusspridning som inducerades av orenheter den blå lasereffekten och försämrade därmed transmissionen med ett något högre sönderfallsförhållande på 0,941 Gbps/m. Den blå LD-baserade UWOC möjliggör en 16-QAM OFDM bithastighet på upp till 7,2 Gbps för överföring i havsvatten mer än 6,8 m. Emerging undervattenskommunikation teknik utvecklad för kommersiell havsresurs prospektering, militära krigsfartyg-till-submarin kommunikation, och satellit-till-submarin kommunikation 1 är en övertygande forskningsämne. I figur 1 presenteras tre bärare, nämligen akustiska vågor, mikrovågor och optiska vågor, som alla är tillämpliga för undervattenskommunikation, men som också uppvisar specifika praktiska problem. Bland dessa kan systemet för undervattensakustikvågor (UWAC) endast användas i lågljudsmiljöer för låghastighetsinnehåll. Detta beror på dess starka dämpning i havsvatten, som uppvisar omvänd proportionalitet till våglängden, samt dess betydande spridningsfördröjning och det låga signal-till-brusförhållandet (SNR) för data i samband med bakgrundshavsbuller. 6............................................................. Dessutom, Song et al. demonstrerade ett UWAC-system med 32-QAM-data på 60 kbps som täcker en bandbredd på 32 kHz i en havsvattenmiljö på mer än 100 m djup med ett avstånd på över 3 km 7. Trots ovannämnda forskning begränsas emellertid överföringshastigheten för UWAC-systemet av dess smala modulerade bandbredd. För att övervinna den otillräckliga databandbredden i UWAC-systemet, Moore et al. föreslog en preliminär simulering för att visa att en mikrovågsugn med tiotals kilowatt effekt kan överföra över tiotals kilometer på ytan av havsvatten. Den högfrekventa (kortvågs) bäraren inducerade dock hög dämpning i havsvatten som också begränsade överföringskapaciteten och avståndet till systemet 12. I jämförelse, vid högre frekvenser, en mikrovågsugn bärare möjliggör bredare data bandbredd än den akustiska vågen gör. UWMC-systemets överföringsavstånd är dock mycket kort på grund av dess extremt höga dämpning. För att uppfylla kravet på maskin-till-maskin-dataöverföring under vatten är ett höghastighetssystem för optisk kommunikation under vatten (UWOC) mycket effektivt jämfört med dagens bärare såsom mikrovågor och akustiska vågor. I motsats till akustiska våg- och mikrovågsbärare, lysdioder
Den senaste utvecklingen inom blå laserdioder möjliggör bithastigheter upp till 7,2 GHz, men på mycket korta avstånd begränsade till 6,8 m REF.
Blue Laser Diode Enables Underwater Communication at 12.4 Gbps
{'venue': 'Scientific Reports', 'journal': 'Scientific Reports', 'mag_field_of_study': ['Physics', 'Medicine']}