光纤通信:通信史上的新起点。
1880 年,著名的美国电话发明家贝尔,发明了一种利用日光波作为载波
的传声装置。由于没有理想的光源和传输介质,声音的传输距离只有 213 米, 不能满足实际需要,因而没有得到发展。
1960 年,第一台激光器问世后,人们就被它的优异特性吸引住了,认为激光是适合用作光通信的理想光源。
激光不同于普通光,关键在于激光只含有单一频率的光波,而且其频率特性很稳定,激光可用于通信是显而易见的。由于光波的频率比微波的频率要高出万倍以上,频带也很宽,光波所蕴藏的通信容量是巨大的。因此,激光一出现,立刻就有许多通信技术工作者研究激光“无线通信”的问题。
经过多年的探索实践,证明激光的无线通信有很大的局限性,这是由于大气介质的吸收、散射所带来的信号严重衰减的影响,特别是雨雾等天气因素的限制,通信效果很不理想。
1970 年,人们终于找到了适合于光传输的介质——传输损耗可以与同轴电缆相媲美的光导纤维。光导纤维的出现给激光通信带来了转机,人们的关注和兴趣都转向激光有线通信上,经过人们进一步努力,光导纤维的传输损耗不断降低, 1977 年,光纤通信进了实用化阶段。如今,全世界的实用光纤通信系统正如雨后春笋般地蓬勃兴起。
什么是光纤通信?简单地说,它就是利用一种能导光的、非常细的高纯玻璃丝来传输光信号的通信技术。利用光纤通信这一新技术,不仅可以传送电话,还可以高效地传送数据、传真、图象、电视等信息。
光纤通信传送信号的过程与有线电通信十分类似。声音、文字、图象等信息首先经过变换器转换成电信号,然后利用此电信号去调制由光调制器发出的激光束、使从光调制器输出的激光束驮载着声音或文字、图象等的信息。并经过光导纤维传送出去。当进行长距离传送时,中间还需设中继站。被调制的激光束沿着光导纤维传输至终点,进入光接收机,并被光检测器(光电管)将光信号转换成电信号,经放大后推动终端机、还原成声音、文字或图象。
光纤通信有许多独特的优势:
第一,宽广的频率范围和巨大的通信容量。
由于激光所占频段比无线电波宽得多,其通信容量比电通信大得多。一根细如发丝的光导纤维的传输能力从理论上讲可容 20 亿路电话和 1000 万套
电视节目,即使在实际应用中打 1 万倍的折扣,其通信容量的潜力也是相当大的。
第二,传输信息的理想媒介。
光导纤维是以硅为原料制成,而硅砂大量存在于自然界。可以说是用之不竭的,成本很低,用光缆代替电缆,一公里就可以节省一吨多铜、三四吨铅。一条由 6 根纤维组成的光缆外径只有 8.7 毫米。由于体积小、重量轻, 光缆的安装和使用维护远比电缆方便。
第三,通信可靠性高,保密性好。
光纤不导电,它不受任何电磁干扰,也不存在短路和迸发电火花的问题, 因此,光纤通信的可靠性相当高,这是电通信无法比拟的。由于携带信息的光被严格地限制在光纤内传输,不向外漏泄,不易中途被人截获破译,窃听光缆传输的信息比较困难,而且易被察觉,所以它的保密性能特好,这使它特别适合用作军事通信。
正是因为光纤通信具有许多独特的优势并显示出旺盛的技术生命力,所以一当合乎要求的光导纤维研制成功,光纤通信就被人们迅速的推向通信舞台。光纤通信技术以其他技术不可与之相比的速度迅猛发展,硕果累累。光纤通信己应用于邮电通信、广播电视、电力、医疗卫生、测量、自动控制、军事、铁路和宇航等许多领域,预计到本世纪末,光纤通信将会取代大部分电通信,这时传统应用的电报、电话、电视⋯⋯将会被光报、光话、光视⋯⋯ 所代之。
光纤通信的出现是人类通信史上的一个新起点,其意义可与上世纪电通信的发明相比拟,它的兴起和发展对于促进信息社会的发展完善,推动其他门类尖端科学技术的进步,有着不可估量的作用。
除了光纤通信外,另一种形式的光通信——激光空间通信也有广阔和应用前景。在广漠的宇宙深空,激光束可以不受任何阻挡的自由传播,人们有理由期望激光空间通信将成为未来人类实现星际联系的有效通信手段。
