第七章
玻璃絲通信
人們可能對玻璃絲通信感到不可思議，事實上它已經成為了現實。玻璃絲通信的工作原理也很簡單，就是把電話機送出的電信號，通過發送光端機變成相應的光信號，沿玻璃纖維傳到對方後，然後利用接收光端機，把光信號還原成電信號，然後送給電話機。
激光問世後，由於它比自然光具有很多獨特的性能，這樣獨特的性能，一下就吸引了人們的目光。
激光的頻率極高、顏色極純、射向極好，作為光通信的光源是最理想不過的了。激光用於通信，最早是在大氣中傳播，叫大氣激光通信。因為地球表麵被一層大氣及其中的各種微粒（如煙、霧、塵埃、水滴等）包圍著，它們對激光有吸收和幹擾作用，使激光能量逐漸減小，這叫“光衰”。尤其是遇到下雨、下雪和起霧等天氣，光衰現象更為嚴重。這就極大地限製了通信距離和嚴重影響住處傳輸的穩定性，使激光通信付諸實用受到很大限製。大氣激光通信不是一種完美的通信手段。
然而激光的非凡魅力一直在激勵著人們去克服大氣障礙，以挖掘潛力施展它的全部才華。人們摹仿傳統的有線電通信，利用通信線路“傳電”的經驗和“管道能傳聲”的原理，竭力尋求“傳光”的介質，這樣，光導纖維通信（簡稱光纖通信）應運而生。光導纖維實際上是一種柔軟、纖細的玻璃絲，用它傳輸激光，能夠擺脫大氣條件的影響，保持激光通信的全部優秀品質，成為一種奇異的有線光通信。
一根細細的玻璃絲是怎樣把上百萬路電路傳送到遠方去的呢？
原來，人們講話時，電話機把話音變成了電信號，作用到光端機上，使光端機中的激光器發光。激光的強弱隨著電信號的變化而變化，當送入的電信號大時，激光器發出的光就強，反之就弱，這樣就完成了“電變光”的轉換。發送光端機將隨話音作強弱變化的光信號，射入光纖中，經過光纖傳到接收光端機。接收光端機先把光信號變回電信號，再由電話機將電信號還原成話音。如果通信距離遠，沿途還應加入許多有放大、再生性能的“光中繼器”，將信號進行放大、整形，保證信號到達遠方不致太弱和失真。
光纖通信作用非常大，它的使用和發展前影大，它將通信帶入了一個全新的領域。
光纖通信用光在玻璃纖維做的“導線”中傳送信號，這種光“導線”是英國物理學家丁達爾最先發現的。後來，他的這個發現啟示了科學家，他們利用拉得很細的玻璃絲——光纖來作為光的“導線”。實踐證明：不管玻璃絲怎樣彎曲，從它的一端射入的光都會順著它彎曲地傳播，而從另一端射出。這種纖維就叫做光導纖維。
能傳送光的光導纖維可以傳送聲音，也能夠用來傳送圖像。普通電話是在話筒裏把聲音變成相應的電信號，而電視是在電視攝像機裏把圖像變成相應的電信號，由導線把這些電信號傳輸到對方的聽筒或電視接收機，並在那裏還原成聲音或圖像的。光導纖維也可以根據類似的原理來進行通信。在“光話”或“光視”的一端有一個編碼器，它把所有要傳送的聲音或圖像（或其他信息）轉換成數字信息，例如編成一個0和1組成的數碼，發光器就根據數碼中的數字，有光表示1，無光表示0，通過光導纖維射出一串明暗不同的光信號，傳到另一端的接收器後，由那裏的譯碼器複原成聲波或圖像，這樣，對方就像用電話或電視傳輸一樣，直接聽到聲音或接收電視節目。
光纖是傳輸信息的一種理想媒介，一條光纖可同時提供幾千對電話通話，而一對銅線隻能讓24對電話通話。光纖的最大優點是能夠在同一條線路上進行雙向傳輸。在傳輸途中不經過放大的傳輸距離為同軸電纜的20倍。光纖可傳送由聲音及圖像等轉換成的數字信號。利用光纖，能迅速傳送大量的信息。1985年美國貝爾實驗室的科學家完成了一項試驗。他們把10束激光注入一根光纖中，沿著這根光纖，在一秒鍾內就能把200億位的信息，傳送到68千米之外的地方，其間不需進行任何處理和放大。這200億位的信息量，相當於200卷百科全書所包含的全部內容。美國在1991年利用光纜，實現了每秒24萬億位的無中繼站的遠距離通信。
當前國際電信中有2/3的業務由通信衛星承擔，但環境因素極大地影響了它的工作。而光纖卻不受環境的限製，抗幹擾性好。所以極有可能是衛星通信與光纖通信將同擔通迅重任。
光纖通信應用非常廣泛，除了“光話”、“光視”外，還有用在計算機網絡、廠礦內部通信、光纜電視、電力、鐵道係統的通信等等。因為激光的頻率極高，頻率範圍很寬，所以，利用隻有頭發絲細的一對玻璃纖維，就能同時傳送150萬路電話，或者2000多套電視節目，比目前容量最大的同軸電纜的容量還要大數百倍。令人驚歎的是，這還僅僅是一對纖維的通信容量。如果把幾十到幾百根纖維捆在一起製成一條光纜，其直徑尚不及一支鉛筆粗，但它的容量卻是無法想象的大。如果用光纖傳輸彩色電視，構成四通八達的電視網，人們就可以像聽收音機那樣，隨意選看世界各地的電視節目了。
光纖通信能節省大量的有色金屬。光導纖維是由天然石英（二氧化矽）經過高度提純後煉製而成，這種原料豐富易得，物美價廉。1千克的材料就可製造出幾百千米用至幾千千米的光導纖維。要是連接全國城鄉千萬千米長的電話線路，不用有色金屬導線，而用細如頭發的玻璃絲，僅僅在經濟方麵就可以為國家節省很多金屬。