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水下无线通信技术与新一代无线局域网技术的应用实践研究

作者：郭哲铭

来源：《中国科技纵横》2018年第10期

摘 要：随着科学技术的发展与进步，通信技术也在进行这日新月异的变革，例如在水下无线通信技术以及无线局域网技术方面，都不断取得了新的突破。基于此，本文针对水下无线通信技术以及无线局域网技术的发展现状进行了分析，并通过阐释其分别在未来发展中的有效措施以及趋势，为水下无线通信技术以及新一代无线局域网技术的发展提供了有效的参考。 关键词：水下通信；无线通信技术；无线局域网；信息传播；通信安全

中图分类号：TN925.93 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）10-0041-02 通信技术目前已经成为国际化、全球化进程的一大助力工具，通信技术的发展缩小了空间上的距离，对于教育、经济、军事等各个方向事业的发展都有着极大的促进作用。在水下无线通信技术以及新一代无线局域网技术的实践应用研究中，可以发展其在发展中所进行的不断完善。

1 水下无线通信技术发展现状

地球是一个表面百分之七十都被海洋覆盖的星球，海洋在国家与地区的发展中占了极其重要的地位。海洋权益对于国家安全以及利益也是不可割舍的一部分，对水下进行开发以及通信技术的发展，是目前世界上各国都在着手进行的一项事业。水下通信技术的发展与推广，是增强水下作战能力、争夺水下资源等方面不可忽视的一部分。水下无线通信技术在当代的发展已经取得了一定的成果。目前水下通信主要分为水下有线通信以及水下无线通信两种，而水下无线通信又进一步划分为水下无线电磁波通信以及水下非电磁波通信两种具体形式。首先是水下无线电磁波通信，其通信的科学依据是将水作为信息传播的介质，通过将不同的电磁波作为载体，来进行数据、信息的传输。其次是水下非电磁波通信，这种方式则又被称为水声通信，是实现水下目标之间进行水下无线在中、远程距离下的一种通信手段[1]。在中、远程的通信中，水声通信是无线通信的唯一传播方式。相较于上一种方式中的电磁波，这种方式则是一种在海水中可以达到衰减效果较弱的传播方式，因此传播距离较远，可以达到数十公里的传播。在目前的水下无线通信当中，涉及到一些通信网络安全的问题，这些问题主要包括水声信道安全、网络拓扑安全以及水下节点的安全问题等。通过提升水下无线通信技术水平，来对这些问题进行解决。

2 水下无线通信技术发展与应用

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2.1 水下无线光通信

1963年，学者对于光波在海水中传播特性进行研究时，发现了0.45-0.55微米范围内蓝绿光的衰减现象相较于其他波段的光波，更加小，这一试验结果使得科学家发现了海水中存在着一个对蓝绿光的透光窗口。这一发现使得科学家认识到可以将其利用在水下无线光通信。这种使用波长介于蓝光与绿光之间的激光，在海水中传输信息的通信方式，是目前较好的一种水下通信手段。与传统的水声通信或是水下电磁波通信方式相比，蓝绿光通信具有一些独特的优点，首先是在光波传输信息的承载力上优越于其他传播方式，其次是在大容量的无线通信链路建设上，高效便捷。最后是在传输信息防干扰的能力上，在水下的无线光通信，不会受到海水的外力因素影响，比如海水盐度、海水温度等，也在防范信息泄露方面有较好的应用效果。一旦想对其进行信息拦截，很容易被发射端发现，是一项安全度较高的信息传输方式。 2.2 水下中微子通信

利用中微子基石粒子来进行信息携带的通信技术被称为中微子通信。这种通信技术所立足的科学依据是中微子大量存在于光、地球大气层中的原子核内的质子或中子衰变过程中。中微子由于其不带电荷，由十分稳定的的性质，十分适合应用于传播。中微子粒子束在进行信息传播时，受到极小的牵引力、阻碍力等，在运动时可以具有较强的穿透力，速度快，稳定性强，极其适合在水下通信。并且由于其高效的运行，也很难被察觉以及捕获，这样一来对信息安全的保障就十分有效。随着目前科学技术的发展，中微子通信技术的发展也不断得到了加强。 2.3 引力波通信

引力波指的是时空曲率中以波的形式从辐射源向外传播的扰动。将这种原理应用于通信当中，是一种最为尖端与科学化的通信方式之一。电磁波与之相比，穿透力较差，而引力波由于其是物质的震动而产生的一种作用，所以在传播速度以及距离上，都具有着传统通信方式无法比拟的优点。但是引力波通信的技术仍处于发展之中，需要不断的研究才能发挥出跟大的功效。

2.4 水下量子通信

量子通信的技术支持是量子纠缠效应来进行信息传递。这种通信方式较为明显的优点，在于传播信息的效率十分高，并且传播过程中，具有较强的抗干扰性以及隐蔽性。目前我国在水下量子通信的建设上已经取得了先进的成果。在2014年的四月份，我国就在北京和上海之间建立了世界上最长距离的光纤量子通信干线，量子通信具有的高稳定性、强安全性使其极其适用于水下的军事事业建设，可以为国防安全的建设提供技术参考。 2.5 水下无线中长波通信

将中长波波段的电磁波作为信息传播载体的方式，被称为中长波通信。这种通信方式所利用的中长波频率范围在30-3000kHz内，是一项应用实践较广泛，使用时间较长的水下通信方

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式。由于目前数字化通信技术日渐成熟，在水下无线中长波通信技术的发展上也不断进行革新与突破。

3 无线局域网技术发展现状

无线局域网技术是一种随着网络技术而产生的十分便利的数据传输系统。它的英文全称是Wireless Local Area Networks，简称为WLAN。主要的技术依据的利用射频技术，使用电磁波在无线的状态下进行信息传播通讯方式。无线局域网技术的发展已经成为现代化、科学化的一种衍生。无线局域网具有许多独特的优势，使其在网络技术以及人们的日常生活中占据了重要的地位。首先是其使用的灵活与便捷性，传统的网络布局需要安装大量的网络线路，不仅工程量大，在日后的检修方面也十分麻烦，但是无线局域网技术的发展使得网络布线不再需要如此大的工作量，也不再会对原有的建筑墙体等进行破坏。其次是在其使用成本方面，有线网络一旦投入安装使用，需要考虑到的就是未来长久的应用过程，因为一旦产生生活或者工作的变动，有线网络很难进行迁移。而无线局域网则有效地降低了物力的投入。 4 新一代无线网局域网技术发展的有效措施 4.1 提高无线局域网的吞吐容量

现阶段，经过一些细致的调查发现，网络设备之间的吞吐量差别十分大。使用者需求的不同，对宽带的要求也不尽相同。在部分的网络传输中存在着这样一种现象，有线网的理论网速可以达到每秒一百兆的传输，但是实际使用中却只可以达到每秒四兆，理论与实践的差距导致了生活、工作的不便[2]。在发展无线局域网时，科技研发的重点之一应当是如何把低速率的网络和高速率的网络结合在一起，不仅确保其传输的速度，还保证其在稳定性、安全性方面性能。

4.2 提升无线局域网安全性能

网络通讯技术的安全切实关系到用户的财产安全与隐私安全，随着网络的普及，通过网络可以实现各家各户的信息互通，一些不法分子也通过网络信息安全漏洞来窃取用户的财产或是私人信息。扩频技术的应用，就可以使用户在使用同一频带的同时，可以采取不同的扩频码，从而实现信号还原时，对个人信息的保护作用。扩频技术的应用，可以有效的对个人信息进型继阿米保护，抵御外部的有害信息侵入。 4.3 增强和新的通信技术之间的融合度

科技发展发生在每时每刻，尤其是在网络通信技术这一高端科技领域，所以对于无线局域网技术来说，不断吸取创新理念以及技术，对现有的技术进行改造和升级，才是长远发展之计。在未来的无线局域网技术中，将会与各种新型的通信技术相融合，实现更快的信息传播速度、更远的信息传播距离等新突破。基于通信技术的无线局域网发展，也是科技改变生活的具体体现[3]。