六 迈入光通信时代

目前世界各国已着手进行通讯事业中一个最宏大的项目——光纤通信。我们要用它作为信息高速公路系统的建筑基石，帮助我们管理好能源、运输和通信，提供保健设施和公共服务，加强国防，加速经济发展，并为人们的娱乐和教育提供资料。对人类来说，这是一种比以往人们所设想的更加灵活的、具有更高智能的、更复杂的“神经系统”。光通信将深深渗透在人类生活的各个方面，无处不起重要的作用。人类社会从此将迈入光通信的时代。

1. “信息高速公路”的基石

“信息高速公路”（Information Super Highway）又 136 称为“电子高速公路”，它是美国艾尔·戈尔于 1991 年提出的一个面向 21 世纪信息时代的“信息高速公路法案”。戈尔当上美国副总统之后，1993 年正式将该法案命名为“国家信息基础设施”（National Information Infras-tructure 简称 NII）。1993 年 9 月 15 日美国副总统戈尔和商务部长布朗在华盛顿正式宣布“建立全国通讯网络”的计划。该计划包括如下三个要点：

由政府和私营机构共同承担，铺设覆盖全美国的光纤通信网络；

用光纤通信网络连接所有的通讯系统、电脑资料库、电脑消费设施；

用光纤通信网络传输图像、声音、文字和视频信号等各种传播媒体信息。由此可见光纤通信网络在信息高速公路中起到了“脑神经”的重要作用。

即信息高速公路是一组交互式的光纤计算机网络，它在两用户之间传递文字、图像、声音和数据等多媒体信息。所以说信息高速公路是计算机和光纤通信等多媒体技术的综合运用，其技术目标是开发并集成信息基础结构的每个组成部分。建立信息高速公路的作用可以刺激经济的发展，增加就业机会， 缓解各种社会矛盾，并从根本上改变人们的生活、工作、学习和相互联系的方式，使生产、教育、研究、就业、保健和政府工作等各方面实现全面革新， 为下个世纪的振兴和创建“信息文明”打下坚实的基础。

1. 有线城市

当蒸汽机首先出现在 18 世纪的人们面前时，没有人会想到这一发明将导致世界发生一场历史性的变革，从而使人类由农业社会向工业社会过渡迈出了一大步。但是今天光通信的发展及信息技术革命的到来将对人类的影响更加深刻。

人们用“有线城市”这个术语来描述家庭、商店和办公室都装有光缆电视、交互式电视或数据网等先进设施的城市。随着光纤技术在其理论和应用上的快速发展，为了适应 21 世纪甚至更远的通信需要，许多国家已开始用光缆替代普通的铜质电缆，这些光通信项目将直接或间接地影响每个人的日常生活，为今后先进的社会服务如家中购物、银行服务、有线电视、视频电话、视像网络和光纤数据传输等多项服务提供基础。

我们可以想象有这样一座城市，公园、鲜花、湖泊比比皆是，空气像水晶一样洁净，汽车停放在郊外的大停车场上。住宅和公寓都装有墙壁那样大

的电视屏幕和各种计算机终端。人们可以在家里办理银行业务，购买一切需要的东西。高层大厦间距离宽大，视野辽阔，住在这座城市里的人，全都能穿过花园或挡雨的林荫大道，步行到商店、餐馆和酒店去。送货业务服务周到，顾客需要时还可以把购货车推回家去。高速公共交通工具把人们送到戏院、大学、工作场所和停车场。人们在家工作是受到鼓励的，有些人由于采用可视电话和计算机设施，在家工作非常方便。只要通过电话信道和视频信道的交换，就可以召开各种会议。

光纤通信网络与计算机连接，使辅助教学组织得非常出色，人们可以在家里选看大型教育影片库中的各种影片，这样教师就可以腾出时间，集中精力，从事教育中更需要人去做的创造性劳动。情报检索系统使居民可以从他们自己的电视荧光屏获得新闻、运动资料、天气预报、百科全书以及大容量存储的报告和文件等资料。当然，电视荧光屏决不能代替书籍，它只是使居民得以浏览当地有名图书馆中的书刊，然后由图书馆把需要的书刊送上门来，或者由居民亲自去借阅。

由于大多数人不再随身携带什么现金，所以大街上几乎不会发生抢劫事件。餐馆和商店都装有银行卡终端，转帐系统设计得使银行卡只能由所有者使用。居民可能随身携带无线电装置，需要时用它来呼叫警察或救护车。家庭都装有同警察局和消防队连接的防盗警报装置和火警装置。某些大楼为了安全起见，安装了同集中警卫站连接的电视摄像机。由于采用了有线水表、电表和煤气表等，一切公共事业费的交付都实现自动化。

家用终端为远距离医疗创造了良好条件，有些终端实现了计算机化，有些终端则通过视频线路同护士和医生联系。在需要叫救护车时，可以使用紧急通信。有些家庭装了打印机或传真机，可以用来获得公文、新闻、电子邮件、银行报表、航空公司时刻表等等。他们可以利用计算机来编辑所写的文件，并且把这些文件传送给一起写作的同事。让我们再具体的谈谈用光纤通信网络构成的“有线城市”给人们提供了哪些服务。

保健服务

保健服务需要医生和拥有高级设备的专业化医院进行逐个诊断。要使诊断有效可行，不但医院内部要有通信，各部门间也要互通。如果一个医师能在医院内，或在病人的家中调用有关病历、人口统计、快速分析和资料汇编， 那么，保健服务必然会大大地提高效率。

光纤系统能为目视仪器和快速计算机控制的数据设备，提供一种不怕电磁干涉的通信干线。电磁干涉通常与高功率医院设备，诸如 x—光机联系在一起。直接观察非常重要。遥远监察病人、调用特种症状资料和直观外科手术，为边远乡村的助理医生带来了大量专门医院的资料。

与信息传输不同的一种光纤用途，就是利用光纤在医疗仪器中作传光导体和传直观图像的导体，照亮和观察那些不能到达的区域。如果光纤传输更好地被人们所控制，那么就有希望用光纤实现以全息模式的方式传输图像。可以设计一种单根光纤系统，用来传输数量精确的光功率，以此进行病理分析，作为外科医生的工具，或作为治愈某些疾病的新方法，诸如控制和破坏肿瘤。使每个人都能享受到优秀医师和先进的医疗设备对病情诊断与治疗。

社会团体服务

有线城市可以把社会团体用光纤通信网密切地连在一起，把那些有用的各地新闻、采购指南、邻里联欢活动、公共图书馆、急救队和计算机银行等连成一个完整的体系。

实验性系统已经表明，有线城市的价值与人们的感觉有关，这是一项具有深远意义的社会实验。但因为它过分地受主要社会倾向性的影响，还远没有得到预期的结果。即使这样，有线城市仍然可看成一种创新的社会精神和一种不同形式服务的兴起。

作为有线城市的主要传输介质，光纤系统能够且也将是领先的主力军。在宽带低损传输系统中，提供一个组成整体的服务网是值得向往的办法。

办公事务的发展

一种与有线城市相似的概念就是未来办公室的概念，也称之为“智能建筑”。事务信息的检索、分配、发播和分析的功能，均由未来办公室内所使用的设备来实行。一位总经理只要按下按钮或者发出一个简单的声音指令， 就能调集财政和工作情况的数据，把文件输入文字处理机以便编辑。接着标有姓名的文本就在办公楼中自动传递，同时在办公楼里的工作人员就能在各自的终端设备上收到以屏幕显示形式或硬拷贝形式的文件。对外还能完成远距离分发、报表控制、机器的数字控制和配制工资单，这些只不过是未来办公室中可能有的许多自动服务项目中的一小部分。视听会议和互相交换图表是另一种可能会有的服务项目。

这种系统的实现与有线城市并无多大区别，但是由于这种系统可以局限在一座大楼内，同时这些办事机构的服务项目比较单一，所以系统设备更容易满足要求。

娱乐

寻求娱乐常常在于有了满意的工作，便会在工作之余把剩余资金花到娱乐上去。我们已经被娱乐世界所吸引住了。如观赏体育运动、戏剧、收听收看无线电和电视节目，以及玩具和书本等。

收看电视也许已经成为一种最有影响的娱乐方式。它以广告收入为支持，每天吸引着千百万人，并以丰富多彩的电视节目给人们以娱乐享受。具有戏剧性的是它已经把一部分积极参加文娱活动的人，转变成了消极地守在电视机前的观众了。

由于地球同步卫星的应用，光缆电视（也称作共用天线电视，缩写为CATV）正在改变着电视工业，光缆电视为每个家庭提供许多信道，给人们以更多地选择节目的自由。视频磁带录像机和视频磁盘的商品化进入电视工业，这就注定要重新制订未来的工作方式。

例如光缆电视，观众为了有权选择更多的节目，则按月都得花一笔钱； 而收费电视观众为了有权收看无广告电影节目，就要支付一笔额外的费用， 当然这笔费用比起到电影院看电影的费用还是低很多。视频光盘商使消费者

拥有自己选择节目的权利，而录象机商则使顾客能在他们最方便时间观看一批节目。现时，电影院、剧场和书刊继续保持繁荣兴旺，备有更多的选择余地。

可以实现用光纤网把宽带信息送到每一个家庭，并且进而可由这个网， 用交换方式提供视频服务。交换式电视网既可以满足大多数观众的广泛需求，同时也可以在收入具有一定商业效果的前提下，为少数观众提供特殊服务。这种设计等于建立了视频图书馆，从而以最灵活的方式满足观众的个人需求。

教育

应用这种先进的技术，教学过程肯定会进行得更加有效。事实上，用计算机和视频磁带，一个预先制好的教学磁带代替面授，并加以计算机辅助教学，这可能是最有效的方法。教师的作用成了引导学生的作用。教师引导学生进行生动的争论与批评式的讨论，并与有经验人展开争论以打开青年人的思想境界。人们发现，在分成若干校园且拥有大量学生的大学里，使用闭路电视是进行多种课程教学的好方法。官方指定的教学内容将得到改善，信息中更多的信息将被人们所利用。

在教育部门中应用宽带通信系统，其作用是显而易见的。

1. 家庭通信必备

在信息时代，人们社会生活的范围扩大、节奏加快，通信将并且已经把人们紧密地联接在一起，成为社会交往中不可分离的纽带。随着人们观念的更新和生活方式的改变，光通信终端如可视电话、高清晰度电视、传真机和多媒体电脑等将成为家庭必需品。

可视电话 在通电话的同时可以看到对方图像的通信方式，就是可视电话。它不仅有电视接收机，还有电视摄像机。当你接通电话的时候，同时启动了电视系统。摄像机把打电话的人的影像摄下来，通过可视电话交换机送到对方的电视荧光屏上，所以，既能听到对方讲话的声音，又能看到对方的形象。

除了能实现可视电话用户之间的接续外，它还可以用来召开电视电话会议。如果通过摄像机、显示设备和通信网络来传递和显示“与会者”的声音和图像，就可形成一个会议电视系统。参加会议的人虽然相隔很远，但是就像是在一间会议室里开会一样。这是一种多对多的通信方式，在两个或两个以上的地方举办可视电话会议，其会议场面可以通过光纤通信线路送到“与会者”面前的屏幕上，并且在商讨过程中，还可以将各种文件、图表和实物在屏幕上显示出来。在现代化的工矿企业中，用它来指挥、调度生产，非常方便。要是安装在手术台旁，在千里以外也可以看到手术进行的情况，便于进行会诊和技术交流。

传送活动彩色画面的可视电话已经研制成功，并开始实用化阶段。国外还开始研究“21 世纪的通信技术”——三维图像的传输技术。

高清晰电视 大家在电视荧光屏上观看节目的时候，都会有这样的感觉：就是电视荧光屏上的图像不够清楚，图像上人和景物的层次也赶不上电影。其主要原因是电视广播的图像本身清晰度不够高，所以通过增加电视图像的行数，可以使人看电视就像看电影那样清晰，那样层次分明。这种电视就叫高清晰度电视。

日本首先在七十年代研制出了高清晰度电视，经过多年的改进，已经达到了电影的水平。用户在家中通过高清晰电视就可以更加清楚地收看由图文信息中心检索的各种可视图文信息。如电视机与公共教育网连接使孩子不出家门就可以聆听教师的教导，观看清晰的动态图像和丰富多彩的场景，大大提高学生的接受能力等。随着高清晰度电视的发展和普及，将使人们的生活更加充实而富有情趣。

传真机 今天打开报纸，在很多照片上注有“传真照片”的字样，它说明这些照片是像打电话那样，都是从外地通过采用一种叫作传真的通信方式传给新闻单位的。传真机是传真的主要设备，是一种通过有线或无线通信方式传送静止图像和文字符号的技术。它主要由发送部分和接收部分组成。发送方把要传送的文件、手迹或静止图像分解成许多像点，然后通过扫描变成电信号，再经过调制、放大后传往对方；收方在收到这些电信号后，经过放大、解调等过程，用记录头在记录纸上复制出与发方原稿相同的文件、手迹或静止图像。

利用传真不只可以传送真迹、相片和报纸，而且还可以用来传送气象图和与航海人员安全有关的图表。近年来，所谓电子邮政技术有了发展，今后信函也可通过传真电路来传送。到那时，原来需要几天才能到达对方手中的信件，只消几分钟就能收到。这种传真方式称为信函传真。它使传统的邮政概念发生了根本性的变化。传真通信取代传统的邮政通信已为时不远了，家庭所需要的报纸直接在住户中录印的愿望将变成现实。

多媒体电脑 多媒体电脑是进一步拓宽计算机应用领域的新兴技术。它能把文字、数据、图形、图像和声音等信息媒体作为一个集成体由计算机来处理，把计算机带入了一个声、文、图集成的应用领域。多媒体电脑必须要有显示屏、键盘、鼠标、操纵感、视频录像盘、摄像机、输入输出和电信传送等多种外部设备。

将可视电话、传真机、高清晰度电视和计算机组成一个整体就是多媒体系统，其巨大的信息流量只能依靠光纤光缆通信来完成。

1. 科学与未来

有线城市问世以后，过不了多久就会出现有线世界，再配合激光卫星通信与个人移动通信，从而形成全球综合信息网。人们进行通信的方式将发生革命性的变化，从而加快信息技术的更新，导致人们日常生活的改革及新型文化和语言的出现。

光纤通信技术向量子光通信发展，实现无中继全光通信网。同步卫星—

—低空卫星——地面接收站都用激光相连，可以保证超大容量信息的及时传送。

人们在办公室将能方便地使用各种袖珍电视机、笔计本计算机、手提式

印刷机及重量只有一百克的袖珍复印机。

以语言为基础，使声音信息于打印形式互相转换的愿望将成为现实：能够同时听取几个人口授而自动打印出文件的机器已开始实用化。能自动把文件从一种语言翻译成另一种语言的设备也已开发出来。

光盘将成为企业和家庭保存有用信息最好的储存工具。人机对话的磁盘或光盘也将问世，通过一种录音转换设备不仅能在家庭电视机上显示内容， 还可以使观众与之对话。

能够超高速处理大容量信息的光计算机将取得突破性进展。美国贝尔实验室的科学家预言：通用光计算机将在 21 世纪制造出来。它比现在的超级计算机的运算速度还要快一万倍。

新型的信息传播技术将使全球形成一种崭新的信息与通信网系统，它能以更快的速度传送和处理数量日益增加的数据、信息和知识。

由于光纤通信网与家中的终端设备连接为多媒体系统，使得我们可以在家中利用全世界的娱乐和信息资源，所以足不出户就可以处理一切公务：如在家中向商场购物和预约订货，参加各种必需的会议，医生可以给远在千里的病人看病或者与著名的大夫会诊，工程人员可以调用世界各国的数据库和图像资料，等等，人们将觉得家是最舒适、经济和安全的办公地点。

由于交互式电视信息系统使有线电视可供选择的频道增加到几百个，而且各家庭同发射台可以进行双向通信，用户可以点播节目，还可以参与节目的制作。人们在电视台提供的所有娱乐节目之间轻快漫游，以便选择看哪一个频道。所以人们乐于把休息时间花在看电视上。

由于可以在家中办公，高楼大厦将失去优势，而将使城市变得平展。绿化将变得越来越重要，城市不再是川流不息的人群和车辆，空气变得更加清新怡人。

学生在家中就可以参加学习与考试，人们接受教育的程度将一样，城乡差别将逐步缩小，并且人们更愿意到郊区度假。

爱好体育的人们可以通过电视屏幕与明星交谈，索取完整的资料和重大比赛的图像。可以了解世界上任何地方的体育赛事，并可以很快得到各参赛队的资料、队员介绍和比赛成绩，等等实例举不胜数。

我们正迈向一个新的时代，个人和组织之间可以自由活动，就好像没有国界一样。由于信息和知识的国际化，人们对产品的服务质量的要求也趋于一致，生活方式的差别将逐渐缩小将逐步形成一种环球文化。少数地方的风俗习惯也许会被当成新奇的事物和纪念品而保留，但是大多数的地方产品将同民族风俗和语言一起慢慢地消失。世界上几千种语言也许 90%将消失，而只剩下几百种。由于英语在国际上的主导地位日益增强，人们将发现掌握知识就必须学好英语，并且用英语表达自己的思想要比用母语更容易一些，而他们的孩子将在讲英语的环境中长大。最终英语也许会成为世界上大多数人的母语。另一方面，随着技术的发展和人们交往范围的广泛，将会发展出很多复杂的术语。同时，社会生活和思维方式的不断变化还将创造出更多不同的代际文化。

总而言之，光通信的发展将不仅会影响电信网的面貌和社会的进步，而且将深刻地影响甚至改变人们的工作、思想、甚至生活方式。光通信已成为信息时代最坚实的基础，并将继续推动社会向更深层次的文明和进步发展。