正文 第13章 大顯身手—激光通訊新姿態(1 / 3)

1.遠古的記憶—難忘烽火台

現在每當我們提到烽火台,就會自然地想到長城。實際上烽火台一般都是築在長城沿線的險要處和交通要道上。如果一旦發現敵情,它便立刻發出警報。夜裏燃燒加有硫磺和硝石的幹柴,使到處火光通明,而白天則點燃摻有狼糞的柴草,使濃煙直上雲霄,用以傳遞緊急軍情。烽火台通信,是奴隸製國家根據政治和軍事方麵的需要而設立的。據史書記載,早在三千多年前,我國就開始了利用烽火台通信的方法。關於烽火通信,幾乎還有一個家喻戶曉的“千金買笑”的故事。

現在,人類社會的文明程度和科學技術已經得到了很大地提高,但是簡單的利用光傳遞信息的方式仍在廣泛地使用。如紅黃綠交通信號燈、旗語、百葉窗和燈光的燈語等。旗語產生於西方的大航海時代,艦船之間一般都通過用旗語進行聯絡。直到現在,各種不同的信號旗仍然在船舶上懸掛著。

不過,不論是烽火台,還是旗語、交通紅綠燈等,他們都是光通信形式的一種。它們都有一個共同點,就是利用大氣來傳播可見光,然後,通過人的眼睛接收。正因為如此,我們不難理解。不過,這些都不是真正意義上的光通信,真正強大的光通信應該是光纖通信。

我們所說的光纖通信指的是一切運用光作為載體而傳送信息的通信方式的總稱,它是一種依靠光纖作為媒質來傳送信息的通信方式。

2.路漫漫其修遠兮—光通訊的發展之旅

盡管人類很早就已經認識到用光來傳遞信息(如3000多年前,我國的烽火台—它是一種用光傳遞遠距離信息的設施),但是,在其後的很多年中,除了燈光閃爍、旗語等傳遞信息的方法出現,光通信幾乎沒有什麼大的發展。燈光閃爍、旗語都是非常原始的光通信方式,不能稱得上是完全意義上的光通信。

在近100年的時間裏,電話的發明,被認為是人類近代光通信的開始。隨著人們對通信的要求越來越高,20世紀60年代後,光通信獲得了突飛猛進的發展。一般來說,今天我們所說的光通信是指“采用光波作為載波來傳遞信息的通信方式”。當今社會是一個信息社會,因而光通信的魅力正逐步地展現在人們的麵前。

(1)電話—“光話”時代的開端

我們知道,光通信的出現比無線電通信要早。1876年,貝爾發明了光電話,這是光通信技術開始的標誌。1896年,波波夫發送與接收了第一封無線電報,這象征著人類社會無線電通信的開端。在貝爾本人看來,在他的全部發明中,光電話無疑是最偉大的發明。

人們開始研究的光通信都是利用光在大氣中傳送信息,因為這種方式方便簡單。但是,不利的天氣條件嚴重阻礙傳輸信號。在大氣中傳送信息時,遇到下雨、下雪、陰天、霧天等天氣情況,信息會受到氣象條件的諸多限製,就會看不遠和看不清,也就是我們常說的能見度降低。此外,從通信技術上看,太陽光、燈光等普通的可見光源都是帶有“噪聲”的光,即光不純,並不適合作為通信的光源。另一個問題是必須要有高強度、可靠的光源。

(2)近代光纖通訊—光也可以“走彎路”

1870年,英國物理學家廷德爾在他的實驗中觀察到,如果把光照射到盛滿水的容器內,從出水口向外倒水,光線沿著水流傳播時,出現了彎曲現象,也就是光“走了彎路”。這是由於在水流中出現了光的反射現象,使光看起來好像不符合光的直線傳播定律。實際上,這時的光仍然是沿著直線傳播的,但是以折線的方式前進。從某一方麵來講,光也可以“走彎路”。