《水下光通信機(jī)》

ICS33.18

CCSM30

CASME

中國中小商業(yè)企業(yè)協(xié)會團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CASMEXXXX—XXXX

水下光通信機(jī)

Underwateropticalcommunicationmachine

征求意見稿

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

中國中小商業(yè)企業(yè)協(xié)會??發(fā)布

T/CASMEXXXX—XXXX

水下光通信機(jī)

1范圍

本文件規(guī)定了水下光通信機(jī)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(jī)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(yīng)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(xì)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(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ欧绞健?/p>

3.2

通信效率CommunicationEfficiency

水下光通信機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)總體設(shè)計架構(gòu)示意圖

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5設(shè)計與制造要求

5.1光學(xué)設(shè)計要求

5.1.1防水性能

水下光通信機(jī)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(xué)傳輸效率

光學(xué)設(shè)計應(yīng)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(xué)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(yīng)不同水質(zhì)條件

光學(xué)設(shè)計需要適應(yīng)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(xué)設(shè)計應(yīng)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(xué)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(jī)械設(shè)計要求

5.2.1耐水性能

機(jī)械部件應(yīng)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(jī)應(yīng)具備足夠的耐壓能力，保證設(shè)備在較大水深下的可靠運(yùn)行。

5.2.3抗沖擊性能

水下光通信機(jī)應(yīng)具有較高的抗沖擊性能，以應(yīng)對可能發(fā)生的碰撞或外界沖擊，并保護(hù)內(nèi)部光學(xué)元件

不受損壞。

5.2.4材料選擇

機(jī)械設(shè)計時應(yīng)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(hù)便捷性

機(jī)械設(shè)計時應(yīng)注重設(shè)備的維修和維護(hù)便捷性，方便人員對設(shè)備進(jìn)行必要的維修與保養(yǎng)。

5.2.6尺寸與重量

機(jī)械設(shè)計應(yīng)考慮到設(shè)備的尺寸與重量，以滿足實際應(yīng)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(jī)應(yīng)具備良好的防水性能，以確保設(shè)備在水下運(yùn)行時能夠正常工作。電氣部分應(yīng)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?/p>

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水下光通信機(jī)的電氣設(shè)計應(yīng)考慮抗?jié)穸鹊哪芰?。?yīng)選用具有良好的抗?jié)裥阅艿碾娮釉骷屯繉硬?/p>

料，以確保設(shè)備長時間在潮濕環(huán)境下可靠運(yùn)行。

5.3.3電磁兼容性

電氣設(shè)計應(yīng)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(fù)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(jī)的電氣設(shè)計應(yīng)考慮到能耗管理，以盡量減少設(shè)備對能源的消耗。應(yīng)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(jī)的電氣設(shè)計需要考慮設(shè)備在使用過程中的安全性。應(yīng)采取防止電路短路、過熱或超壓

的保護(hù)措施，并配備可靠的過載保護(hù)裝置，確保設(shè)備在異常情況下自動斷電以保護(hù)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(jī)應(yīng)具備較高的傳輸速率，以滿足大容量數(shù)據(jù)在水下進(jìn)行高速傳輸?shù)男枨蟆Ｍㄟ^采用先

進(jìn)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(jī)應(yīng)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(jī)應(yīng)具備較強(qiáng)的抗噪聲干擾能力，通過采用適當(dāng)?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(jī)應(yīng)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(qiáng)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(jī)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(fù)

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(jī)應(yīng)支持?jǐn)?shù)據(jù)的加密傳輸，以保護(hù)數(shù)據(jù)的機(jī)密性和完整性。采用強(qiáng)大的加密算法和密鑰

管理機(jī)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(rèn)證

水下光通信機(jī)應(yīng)具備身份認(rèn)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(jī)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(hù)物理安全

水下光通信機(jī)須具備防護(hù)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(dāng)?shù)?/p>

安裝位置、加固設(shè)備外殼、安裝防護(hù)罩等措施來保護(hù)設(shè)備。

5.5.4抗干擾能力

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水下光通信機(jī)應(yīng)具備較強(qiáng)的抗干擾能力，以應(yīng)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(fù)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(jī)應(yīng)提供基于權(quán)限的訪問控制機(jī)制，以確保只有具備相應(yīng)權(quán)限的用戶可以對設(shè)備進(jìn)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(jìn)行操作。

5.5.6故障監(jiān)測與報警

水下光通信機(jī)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(fēng)險。

6測試與驗收

6.1光功率測試

將光纖接入機(jī)端口，使用光功率計測試光功率是否達(dá)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(jī)，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(jī)進(jìn)行壓力測試，模擬深海環(huán)境下的壓力，確保光學(xué)設(shè)備在高壓下正常工作。

6.4環(huán)境適應(yīng)性測試

將光通信機(jī)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(yùn)行光通信機(jī)連續(xù)運(yùn)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(yù)期的傳輸距離和帶寬要求等。

7水下光通信機(jī)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(yīng)包括如下項目：

a)驗證100m距離通信是否正常；

b)驗證能否達(dá)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(yīng)時長驗證。

7.2技術(shù)指標(biāo)

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a)測試環(huán)境確認(rèn)有效后的測試數(shù)據(jù)應(yīng)正確有效；

b)測試需求應(yīng)覆蓋軟件說明書的所有需求；測試項目應(yīng)覆蓋全部測試需求。

8試驗方法

8.1測試環(huán)境