诱人的新技术

70 年代,光纤通信刚刚出现,它所显示出的独特优点就使全世界的通信界欣喜若狂。在它所蕴藏的巨大无比的通信潜力面前,现有的最先进的通信系统都相形见绌。

首先,在通信中,频带的紧张一直困扰着人们,宽频带一直是多年来通信工作者们孜孜以求的目标。高频同轴电缆的带宽小于 1GHz,整个微波波段的带宽也小于 300GHz,而光纤的频带之宽,竟高达 40,000GHz,这与现在的信息流量所要求的带宽相比,几乎可以视为无限。虽然在目前的技术水平下, 光纤的带宽只有 1%能被利用,但预料 15—20 年后将达到 100%。这样的容量,从理论上说,可以同时传送 100 亿对电话或 1000 万套电视节目。全美国现在的电话、广播和电视的容量加起来,一条光导纤维也已足够。

光导纤维作为一种通信导线,其优势也是非常吸引人的。现代工艺水平足以提炼出纯度极纯、透明度极高的一束束细如发丝的光导纤维,它清澈到即使厚达二十多公里都可以一眼看穿,其传输损耗极小。早期的光纤每 10 公里需设一个中继站,现在已经延伸到上千公里才设置中继站,信号仍不致明显减弱。与之相比,铜导线的传输损耗就大得多了,往往不到十公里就得设一个中继站。

光导纤维的原材料是自然界中随处可见的二氧化硅,开采很容易,而且不必担心会消耗光,一公斤的高纯度二氧化硅就能够拉制几千公里的光导纤

维。与之相比,铜不仅存在耗尽的危险,而且开采、冶炼、精炼的过程复杂, 价格昂贵,并会排出较多的污染物质。同等长度的同轴电缆与光缆相比,前者的直径是后者的 50—250 倍,而后者的重量仅为前者的几百分之一。光缆体积小,重量轻,敷设容易。它可以与原同轴电缆同孔敷设,能大量节省管道建设费用。在大城市的地下管道设施日益拥挤的今天,这无疑给人们省去了不少的麻烦。

光纤通信的另一个诱人的优点是它的高度可靠性与极好的保密性。过去,无论是有线通信还是无线通信,都不可避免地要受到电磁干扰。光通信的传输线路是由不导电的二氧化硅制成的纤维,无论在什么条件下,都不受任何电磁干扰,也不存在短路或电火花之类的问题,即使将光缆与电力传输电线并行,也丝毫没有问题。激光的传播完全被限制在光纤这个安全的“温室”里,一切自然界的变化,也不会产生任何影响。像太阳黑子活动、地磁异常变化、雷雨闪电等一系列曾让通信专家们伤透脑筋的问题,都不再存在了。

以光代电并不仅仅是传输手段和形式上的变化,而且是电信史上的一场深刻的革命。它不仅为电信网提供了几乎无限的带宽资源,而且触发了一系列观念上的重大转变。面对这样广阔的带宽,人们开始以新的眼光来研究通信的方式、方法,以新的思路来考虑通信在未来的应用问题。光纤通信已经给世界电信的面貌带来了巨大的变化,其更为深刻而长远的影响却还在后头。