水下光通信機器

1水下光通信機本文件規(guī)定了水下光通信機的系統(tǒng)架構(gòu)、設(shè)備的設(shè)計與制造要求以及軟件系統(tǒng)的測試要求。本文件適用于水下光通信機的系統(tǒng)設(shè)計、制造以及軟件性能的驗收。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T25000.10-2016系統(tǒng)與軟件工程系統(tǒng)與軟件質(zhì)量要求和評價（SQuaRE）第10部分：系統(tǒng)與軟件質(zhì)量模型GB/T25000.51-2016系統(tǒng)與軟件工程系統(tǒng)與軟件質(zhì)量要求和評價（SQuaRE）第51部分：就緒可用軟件產(chǎn)品（RUSP）的質(zhì)量要求和測試細則3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1水下光通信Underwateropticalcommunication利用光信號在水下進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ欧绞健?.2通信效率CommunicationEfficiency水下光通信機傳輸單位時間內(nèi)的數(shù)據(jù)量。3.3安全性safety水下光通信機傳輸過程中遵循的數(shù)據(jù)加密、身份驗證等安全措施。4系統(tǒng)架構(gòu)水下光通信機由發(fā)射端、接收端和控制軟件三部分組成。系統(tǒng)總體設(shè)計架構(gòu)示意圖見圖1所示。圖1水下光通信機總體設(shè)計架構(gòu)示意圖25設(shè)計與制造要求5.1光學設(shè)計要求5.1.1防水性能水下光通信機需要具備良好的防水性能，以確保設(shè)備在水下環(huán)境中的正常工作。5.1.2光學傳輸效率光學設(shè)計應優(yōu)化傳輸效率，以確保光信號在水下傳輸過程中的穩(wěn)定性和可靠性。5.1.3抗干擾能力光學設(shè)計需要考慮降低外界光源干擾對信號傳輸?shù)挠绊?，提高抗干擾能力。5.1.4適應不同水質(zhì)條件光學設(shè)計需要適應不同水質(zhì)條件，包括淡水、海水等不同類型的水域。5.1.5耐用性光學設(shè)計應考慮到設(shè)備在水下環(huán)境中的長期使用，具備較高的耐久性和可靠性。5.1.6數(shù)據(jù)安全性光學設(shè)計需要確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性，防止數(shù)據(jù)泄露或被第三方篡改。5.2機械設(shè)計要求5.2.1耐水性能機械部件應具備良好的耐水性能，包括密封性能和防水性能，以確保設(shè)備在水下環(huán)境中的正常工作。5.2.2耐壓性能水下光通信機應具備足夠的耐壓能力，保證設(shè)備在較大水深下的可靠運行。5.2.3抗沖擊性能水下光通信機應具有較高的抗沖擊性能，以應對可能發(fā)生的碰撞或外界沖擊，并保護內(nèi)部光學元件不受損壞。5.2.4材料選擇機械設(shè)計時應選擇耐腐蝕、耐海洋環(huán)境腐蝕的特殊材料，以確保設(shè)備長期在水下環(huán)境中使用而不損壞。5.2.5維修與維護便捷性機械設(shè)計時應注重設(shè)備的維修和維護便捷性，方便人員對設(shè)備進行必要的維修與保養(yǎng)。5.2.6尺寸與重量機械設(shè)計應考慮到設(shè)備的尺寸與重量，以滿足實際應用場景中的安裝、攜帶等需求。5.3電氣設(shè)計要求5.3.1防水性能水下光通信機應具備良好的防水性能，以確保設(shè)備在水下運行時能夠正常工作。電氣部分應采用密封和防水技術(shù)，確保設(shè)備內(nèi)部電路和元器件不受水的侵蝕。5.3.2抗?jié)穸刃阅?水下光通信機的電氣設(shè)計應考慮抗?jié)穸鹊哪芰?。應選用具有良好的抗?jié)裥阅艿碾娮釉骷屯繉硬牧?，以確保設(shè)備長時間在潮濕環(huán)境下可靠運行。5.3.3電磁兼容性電氣設(shè)計應考慮到設(shè)備的輻射和抗輻射特性，采取合適的傳輸線路和濾波措施等，保證設(shè)備在復雜電磁環(huán)境中的穩(wěn)定性。5.3.4能耗管理水下光通信機的電氣設(shè)計應考慮到能耗管理，以盡量減少設(shè)備對能源的消耗。應采用低功耗的電子元器件、合理的節(jié)能措施和能源管理方案，以延長設(shè)備的續(xù)航時間。5.3.5安全性水下光通信機的電氣設(shè)計需要考慮設(shè)備在使用過程中的安全性。應采取防止電路短路、過熱或超壓的保護措施，并配備可靠的過載保護裝置，確保設(shè)備在異常情況下自動斷電以保護用戶和設(shè)備的安全。5.4通信效率要求5.4.1高傳輸速率水下光通信機應具備較高的傳輸速率，以滿足大容量數(shù)據(jù)在水下進行高速傳輸?shù)男枨?。通過采用先進的光通信技術(shù)和高帶寬的光纖傳輸介質(zhì)，提供更快的數(shù)據(jù)傳輸速度。5.4.2低誤碼率水下光通信機應保證通信鏈路的穩(wěn)定性和可靠性，在水下環(huán)境中降低誤碼率。通過使用優(yōu)化的調(diào)制解調(diào)技術(shù)、前向糾錯編碼等方法，確保數(shù)據(jù)傳輸過程中的高精度和低誤碼率。5.4.3高抗噪聲干擾能力水下光通信機應具備較強的抗噪聲干擾能力，通過采用適當?shù)男盘栒{(diào)理、信道均衡和噪聲抑制算法等方法來提高抗噪聲干擾的能力。5.4.4長距離傳輸能力水下光通信機應具備一定的長距離傳輸能力，以滿足大范圍水下通信的需求。通過使用低衰減的光纖材料、增強發(fā)送功率和接收靈敏度等方法來提高傳輸距離。5.4.5多用戶支持水下光通信機需要具備多用戶支持能力，可以同時處理多個用戶的數(shù)據(jù)傳輸需求。通過采用多路復用技術(shù)或多個光纖通道來實現(xiàn)多用戶的同時通信。5.5安全性要求5.5.1數(shù)據(jù)加密水下光通信機應支持數(shù)據(jù)的加密傳輸，以保護數(shù)據(jù)的機密性和完整性。采用強大的加密算法和密鑰管理機制，確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中不被未經(jīng)授權(quán)的第三方獲取或篡改。5.5.2身份認證水下光通信機應具備身份認證功能，確保只有合法的用戶可以訪問和使用設(shè)備。通過采用有效的身份驗證和授權(quán)機制，防止未經(jīng)授權(quán)的用戶獲取設(shè)備的控制權(quán)。5.5.3防護物理安全水下光通信機須具備防護物理安全，以防止設(shè)備受到未經(jīng)授權(quán)的物理訪問或損壞。包括選擇適當?shù)陌惭b位置、加固設(shè)備外殼、安裝防護罩等措施來保護設(shè)備。5.5.4抗干擾能力4水下光通信機應具備較強的抗干擾能力，以應對各種電磁干擾和噪聲源的影響。采用抗干擾設(shè)計和技術(shù)，確保設(shè)備在復雜電磁環(huán)境中的穩(wěn)定工作。5.5.5基于權(quán)限的訪問控制水下光通信機應提供基于權(quán)限的訪問控制機制，以確保只有具備相應權(quán)限的用戶可以對設(shè)備進行配置和管理。通過分配不同級別的權(quán)限，限制非授權(quán)人員對設(shè)備進行操作。5.5.6故障監(jiān)測與報警水下光通信機需要具備故障監(jiān)測和報警功能，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障或異常情況，并向相關(guān)人員發(fā)送警報信息，以便及時采取措施予以解決避免安全風險。6測試與驗收6.1光功率測試將光纖接入機端口，使用光功率計測試光功率是否達到設(shè)計要求，并記錄測試數(shù)據(jù)。6.2傳輸速率測試在水下設(shè)置一對測試機，發(fā)送大量數(shù)據(jù)，記錄傳輸速率和連續(xù)工作時間，驗證其傳輸質(zhì)量。6.3壓力測試對水下光通信機進行壓力測試，模擬深海環(huán)境下的壓力，確保光學設(shè)備在高壓下正常工作。6.4環(huán)境適應性測試將光通信機放置在深海環(huán)境中，模擬各種海洋環(huán)境，如鹽霧、水壓、溫度等，確保設(shè)備能夠在極端環(huán)境下正常使用。6.5可靠性測試運行光通信機連續(xù)運行數(shù)天或數(shù)周，以驗證其可靠性和長期穩(wěn)定性。6.6驗收測試最終驗收測試包括基于實際使用情況的測試，如測試它是否滿足預期的傳輸距離和帶寬要求等。7水下光通信機控制軟件7.1測試項目7.1.1系統(tǒng)的功能性系統(tǒng)的功能性應包括如下項目：a)驗證100m距離通信是否正常；b)驗證能否達到1Gbps速率峰值；c)接收靈敏度性能；d)跟瞄性能測試；e)接受視場角測試；f)重量測試；g)設(shè)備體積測試；h)非常規(guī)前置條件下，100m距離通信是否正常；7.1.2系統(tǒng)的性能效率通信速率響應時長驗證。7.2技術(shù)指標a)測試環(huán)境確認有效后的測試數(shù)據(jù)應正確有效；b)測試需求應覆蓋軟件說明書的所有需求；測試項目應覆蓋全部測試需求。8