激光出現後的光通信:激光出現之後,光通信的麵貌發生了根本性的變化。激光可以像普通無線電波那樣進行調製和解調,可以同時負載多種信號,抗幹擾性強,其能量比無線電微波還要高出上萬倍,從理論上講可以同時傳送100億路以上的電話和1000萬套電視節目。但如果在地麵通信,雨霧天氣和大氣層內信號的衰減仍然是激光通信的主要障礙。如果能找到一種傳輸光或激光的導線,這個困難便可以克服。
通信新時代——光纖通信
由於現代社會的信息量越來越大,用同軸電纜或微波接力來傳輸,已經不能滿足要求,為了適應需要,誕生了光纖通信和衛星通信兩種方式。光纖是光導纖維的簡稱,是質量非常高、傳導光極好、很細的玻璃絲(直徑幾十微米或幾微米),其中根據需要加進了特定的材料。運用光纖傳輸信號時,先把電脈衝變換成光脈衝,送進光纖,然後利用光的“全反射”定律,使原來沿著直線方向傳播的光也能像電一樣沿著光纖彎彎曲曲地傳播,光信號傳送到終端,再變回成電脈衝。實際使用時,常把千百根光纖集束在一起加以增強處理,製成像電纜一樣的光纜。
光纖的優點是容量大且可在同一條通路上進行雙向傳輸,抗電磁幹擾強、成本低。由於光波頻率比微波頻率範圍大得多,所以一根光纖的通信容量是同截麵積銅線容量的25萬倍。目前一對光纖一般可通幾百到幾千路電話。即使在雷電中,光纖通信仍可不受影響。光纖不僅可以在陸地上使用,而且可用於海洋。近年來美國至英國、法國橫渡大西洋的海底光纜係統(全長6657千米、總容量8000話路),美國至日本跨越北太平洋的海底光纜係統(全長13000千米,總容量8000話路),都已開通使用,其他海底光纜也在敷設之中。這些跨越大洋的光纜總長度幾乎可把整個地球纏繞起來。
衛星通信
人們利用通信衛星實現遠距離通信的通信方式稱為衛星通信。一個衛星通信係統由通信衛星和地球站組成。通信衛星實際上是一個微波接力通信的空中中繼站,它能將地球上某一地麵站發射來的無線電信號轉發到另一個地麵站,從而實現在兩個或多個地麵之間進行通信。把通信衛星發射到距赤道上空35800千米的軌道上,使它運行的方向與地球的自轉方向一致,環繞地球運行一周的時間與地球自轉周期(一晝夜)相吻合,使衛星相對地麵靜止不動,這樣的衛星稱為地球定點同步衛星。隻要在定點同步衛星軌道上等距離的分布3顆衛星,就能覆蓋整個地球,進行全球通信。目前通信衛星已發展到第六代,一顆衛星有幾十個轉發器,可同時提供幾萬路電話線路或轉發幾十路電視。
衛星通信不受地理條件的限製,絹網靈活、迅速,通信容量大,費用省。至1993年,全世界已有166個國在激光束上傳輸比特的優越性無可替代。家與地區總共建立了877個地球站。通過太平洋、印度洋、大西洋上空的國際通信衛星,組成了一個全球通信網。世界上全部電視轉播業務和2/3的跨洋電信業務已由衛星通信係統承擔。今後衛星通信的一個重要發展方向是開拓更高頻段的通信,建立統一的數字衛星通信網。
微波通信
所謂微波,是指一種具有極高頻率(通常為300MHz~300GHz),波長很短,通常為1m~1mm的電磁波。在微波頻段,由於頻率很高,電波的繞射能力弱,所以信號的傳輸主要是利用微波在視線距離內進行的直線傳播,又稱視距傳播。這種傳播方式,雖然與短波相比,具有傳播較穩定,受外界幹擾小等優點,但在電波的傳播過程中,卻難免受到地形、地物及氣候狀況的影響而引起反射、折射、散射和吸收現象,產生傳播衰落和傳播失真。
微波擴頻通信技術特點是利用偽隨機碼對輸入信息進行擴展頻譜編碼處理,然後在某個載頻進行調製以便傳輸,屬於中程寬帶通信方式。微波擴頻通信技術來源於軍事領域,主要開發目的是對抗電子戰中的幹擾。
現代電信網
現代電信網是信息社會的基礎設施。電子郵件、電子貨幣、可視電話、電視報刊等各種信息服務業務和信件、電話、傳真等各種通信手段,就是由這些信息網實現的。電信網由終端設備、傳輸設備和交換設備組成。
微波傳輸又稱為視距傳輸。
電氣通信
一般使用電或電子設施來傳遞語言、文字圖像等信息,從而達到聯係的通信方式稱為電氣通信,簡稱電信。交換機是電話線路交換與接續的設備。1965年,世界上第一台用電子計算機控製的電話交換機誕生,由於采用“存儲程序控製”,所以稱為“程控交換機”。程控交換機具有持續速度快、聲音清晰、質量可靠、服務功能多等優點。由於它采用計算機程序控製,因此使交換係統具有更大的靈活性、適應性和開放性,並便於開發數據、圖像通信及其他新的通信業務。20世紀70年代發展起來的“數字程控交換機”,是一種傳輸離散數字信號的交換機。數字交換使電話交換朝著話音與非話業務的綜合交換邁出了一步。