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      人的影響有限而短暫，書的影響則廣泛而深遠。                                                                 ——普希金

       藍綠光通信是光通信的一種，采用光波波長為450~570nm的藍綠光束進行通信。由于海水對藍綠波段的可見光吸收損耗小，因此藍綠光通過海水時，不僅穿透能力強，而且方向性極好，是深海通信的重要方式，另外還應用于探雷、測深等領域。

      1963年，Duntley發(fā)現(xiàn)，海水在450~550nm波長（對應于藍色和綠色光譜）具有相對較低的吸收衰減特性，后由Gilbert等人通過實驗證實，如圖12.3.1所示，這為水下光通信奠定了基礎。

      早期，水下藍綠光通信主要應用于軍事目的，特別是在潛艇通信中。1976年，Karp評估了水下與衛(wèi)星終端之間進行藍綠光通信的可行性。1977年，加利福尼亞大學研究人員建立了一種從海岸到潛艇的單向光通信系統(tǒng)，其發(fā)射機采用藍綠光激光源產生光脈沖，將其輸出光束聚焦發(fā)射到中繼衛(wèi)星上，然后再將光束反射到潛艇，如圖12.3.2所示。藍綠光由激光發(fā)生器產生，藍綠光不僅能有效地穿透海水，也能有效地穿透大氣，與其他單色光相比，不易被空氣中的水珠或云、霧吸收，它的這種通天入海的奇特本領引起了研究潛艇通信的科學家的重視。試驗中，飛機從12km高空向海面發(fā)射一束藍綠光，結果一路暢通無阻，直達位于海面下300m深處的海豚號潛艇。潛艇也以相同的方式向飛機發(fā)送了信息，終于實現(xiàn)了水下與空中和地面進行雙向通信的愿望。

圖12.3.1    水對藍綠光的吸收衰減譜

      1980年起，美國海軍進行了6次海上大型藍綠光對潛通信試驗，證實了藍綠激光通信能在大暴雨、渾濁海水等惡劣條件下正常進行。

      1983年底，在黑海艦隊的主要基地附近，蘇聯(lián)也進行了把藍綠光束發(fā)送到空間軌道反射鏡后再轉發(fā)到水下彈道潛艇的激光通信試驗。

      1986年，美國一架裝備了藍綠激光器的P-3C飛機采用藍綠激光通信技術，向冰層下的潛艇發(fā)送了信號。1988年，美國完成了藍光通信系統(tǒng)的概念性驗證。1989年，美國開始著手研究提升飛機或衛(wèi)星平臺與水下潛艇間的激光通信性能。

      1989年~1992年，美國還實施了潛艇激光通信衛(wèi)星計劃，旨在實現(xiàn)地球同步軌道衛(wèi)星對潛激光通信。

      幾十年來，水下藍綠光通信仍局限于軍事應用。迄今為止，只有少數(shù)有限的水下藍綠光通信產品在20世紀初商業(yè)化，例如有的系統(tǒng)可以在200m的距離上實現(xiàn)20Mbit/s的水下數(shù)據(jù)傳輸。

       吸收和散射是影響水下光衰減的兩個主要因素。吸收是一種能量傳遞過程，光子失去其能量并將其轉換成其他形式的能量，如熱能和化學能（光合作用）。散射是由光與傳輸介質的分子和原子的相互作用引起的。一般來說，吸收和散射對這種系統(tǒng)會產生三種不良影響。首先，吸收使光的總傳播能量不斷降低，將限制通信距離；第二，散射將擴展光束，導致接收器收集的光子數(shù)量減少，系統(tǒng)信噪比（SNR）降低；第三，由于光在水下散射，每個光子可能在不同的時隙到達接收器平面，產生多徑效應，發(fā)生符號間干擾（ISI）和定時抖動。這些因素將直接使系統(tǒng)誤碼率（BER）降低，為此，可使用前向糾錯技術。另外，光束擴散和多徑散射也會影響光在水下的傳輸。多徑散射是，光在海水中傳播時，光波被散射粒子散射而偏離光軸，形成多次散射。

       激光對潛通信系統(tǒng)可分為陸基通信、天基通信和空基通信三種系統(tǒng)形式。

（1）陸基通信系統(tǒng)

       由陸上基地發(fā)射臺發(fā)出強激光脈沖，經衛(wèi)星上的反射鏡將激光束反射到所需照射的海域，實現(xiàn)與水下潛艇的通信。這種方式可通過星載反射鏡擴束成寬光束，實現(xiàn)大范圍內的通信；也可以控制成窄光束，以掃描方式通信。

（2）天基通信系統(tǒng)