(2)200~280nm的紫外光属于日盲段。这个波长的太阳光受大气分子和悬浮颗粒的吸收,信号强度按指数规律衰减,到达地表附近时的能量非常微弱。因此,紫外光通信的背景噪声非常小。
(3)由于受大气衰减的影响,紫外光适合1km范围内的短距离通信,超过这个范围后将难以探测,对它进行干扰和侦听的可能性很小。因此,紫外光通信的保密性非常高。
(4)紫外光源对接收器视场所在空间进行照射,通过弥漫在大气层中的微小颗粒,散射到接收器的视场区,并被接收器接收。因此,紫外光可以进行非视线通信(NLOS),适合在有遮挡的场景中使用。
由于上述特点,紫外光通信系统可在战术移动通信和保密通信中得到广泛应用。
2、双工紫外光通信系统设计
目前的紫外光通信系统都是单向通信,调制方式采用的是常规的OOK(通断)和PPM(脉冲位置调制)模式。若想实现双向通信,一种方案是采取频分复用的方式,收发双方在200~280nm范围内分别占用一个不同的波长;另外一种方案是采取时分复用的方式,收发双方共用一个波长,但是占用不同的时间片。由于日盲段的波长范围有限,前一种方案的系统容量难以提高。本文采取第二种方案。
2.1系统组成
系统的核心部件是UV?LED和紫外光检测器,此外还有一片可编程逻辑阵列(FPGA),外接语音压缩编解码芯片和USB接口芯片,分别用来支持语音和数据的传输,如图1所示。
其中UV LED选用的是韩国首尔光设备公司的T5F28,其波长为280nm,发射功率为150mW。光检测器选用的是日本滨松公司的R7154,其波长范围为160~320nm。FPGA主要完成四个方面的功能:接收数据的定时恢复和判决;数据的加扰和解扰;信道编译码;数据的组帧和解帧。