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光纜

通信光纜是一定數量的光纖按照一定方式組成纜心,外包有護套,有的還包覆外護層,用以實現光信號傳輸的一種通信線路。

通信光纜比銅線電纜具有更大的傳輸容量,中繼段距離長、體積小、重量輕,無電磁幹擾,自1976年以後已發展成長途幹線、市內中繼、近海及跨洋海底通信、以及局域網、專用網等的有線傳輸線路骨幹,並開始向市內用戶環路配線網的領域發展,為光纖到戶、寬帶綜合業務數字網提供傳輸線路。

光刻工藝

光刻工藝是利用類似照相製版的原理,在半導體晶片表麵的掩膜層上麵刻蝕精細圖形的表麵加工技術。也就是使用可見光和紫外光線把電路圖案投影“印刷”到覆有感光材料的矽晶片表麵,再經過蝕刻工藝去除無用部分,所剩就是電路本身了。光刻工藝的流程中有製版、矽片氧化、塗膠、曝光、顯影、腐蝕、去膠等。

光刻是製作半導體器件和集成電路的關鍵工藝。自20世紀60年代以來,都是用帶有圖形的掩膜覆蓋在被加工的半導體芯片表麵,製作出半導體器件的不同工作區。隨著集成電路所包含的器件越來越多,要求單個器件尺寸及其間隔越來越小,所以常以光刻所能分辨的最小線條寬度來標誌集成電路的工藝水平。國際上較先進的集成電路生產線是1微米線,即光刻的分辨線寬為1微米。日本兩家公司成功地應用加速器所產生的同步輻射X射線進行投影式光刻,製成了線寬為01微米的微細布線,使光刻技術達到新的水平。

光纜通信

光纜通信適合於在固定地點之間傳送大量信息,而衛星通信可以把通信網建到難以鋪設地麵線路的地區。通過建立衛星和地麵線路的綜合網絡,可以建立在世界各地都能存取所需信息的“移動計算”技術。利用中低軌道衛星的通信將從1998年開始投入實用。2006年可視電話等雙向圖像通信將在各種移動體通信之間投入實用;2007年麵向個人的個人移動通信將在世界各地投入實用。

2010年前將建立起連接地麵和衛星的大規模信息通信網。為了充分利用有巨大潛力的下一代衛星通信,必須開發對用戶充滿魅力的服務。

光纜係統

“信息高速公路”的基礎是光纖通信,它用光纜把千萬家用戶單位聯結在一起。以光纖為基礎的“信息高速公路”有很寬的頻帶,可以同時傳送500個電視頻道。

“信息高速公路”的骨幹將是光纜係統。光纜是由細長的玻璃束構成的,能以激光脈衝形式傳輸數字化信息,而同軸電纜中傳輸的則是無線電波。激光脈衝比無線電波的波長短,所以光纖線路的信息容量大。例如,一根光纖能同時傳輸5 000路視頻信號,或同時傳輸50萬路電話通話。光纖抗幹擾能力強,信號衰減小,適於遠距離傳輸大量信息。

光纜通信網的範疇

在陸地,各國在加緊建設光纜通信網。到1991年,美國已鋪設896萬千米光纜,1994年初達到1280萬千米。新加坡的國土麵積隻有587平方千米,卻已鋪設了16萬千米的光纜。貫通各國橫穿大陸的光纜係統也在規劃中。橫穿歐洲,貫通西伯利亞,跨越中亞,光纜在各大洲延伸。如發絲般粗細的一對光導纖維,理論上可以傳送100億路電話,也就是說,可以允許全世界56億人同時打電話。實用的光纜,裝有32根光纖,能夠傳送5000個電視節目和50萬路電話。光纜是信息高速公路係統的寬闊路麵。

在海洋,自1988年世界上第一條越洋光纜TATM8運營以來,全球已建成數十個海底光纜係統,僅亞太地區主要的海底光纜就有15條。今後幾年內,太平洋海底將增設光纜23萬千米,大西洋海底將再設6萬千米光纜。

光纖傳輸

光纖傳輸是一種脈衝調製過程。光脈衝來自激光二極管,每秒可閃爍數百萬次。如果需要,還可用中繼器將信號增強。光電檢測器接收到這一信號,再在另一端把它恢複為原來的形式。

光纖傳送模擬信號(例如話音)力不從心,但傳送由聲音、圖像等轉換成的數字信號卻遊刃有餘,因此光纖是建立進行聲音、文字、圖像、數據傳輸的綜合通信網——綜合業務數字網(ISPN)理想的、不可缺少的技術手段。

隨著光纖製造工藝水平的提高,光纖的成本日益下降,使光纖得到了廣泛的應用。不少發達國家,開始把光纜鋪到公路旁、住宅前,為實現“光纖到辦公室”、“光纖進入家庭”做準備。到1990年,它的長途電話線路中,光纖已占一半以上。以光纖通信為依托,利用數據庫技術,現已能為用戶提供電視“按需點播”的服務。用戶可在任何時間,隨心所欲地點播想看的電視節目,甚至還可以自己安排節目的結局,自己製作電視節目供其他人觀看。

光纖通信技術

光纖通信是利用光波作載波,以光纖作為傳輸媒質將信息從一處傳至另一處的通信方式。1977年美國在芝加哥相距7 000米的兩電話局之間,首次用多模光纖成功地進行了光纖通信試驗。85微米波段的多模光纖為第一代光纖通信係統。1981年又實現了兩電話局間使用13微米多模光纖的通信係統,為第二代光纖通信係統。1984年實現了13微米單模光纖的通信係統,即第三代光纖通信係統。20世紀80年代中後期又實現了155微米單模光纖通信係統,即第四代光纖通信係統。用光波分複用提高速率,用光波放大增長傳輸距離的係統,為第五代光纖通信係統。新係統中,光纖通信係統,已達現場實驗水平,將得到應用。光弧子通信係統可以獲得極高的速率,20世紀末或21世紀初可能達到實用化。在該係統中加上光纖放大器有可能實現極高速率和極長距離的光纖通信。

光纖通信的發展極其迅速,至1991年底,全球已鋪設光纜563萬千米,到1995年已超過1 100萬千米。光纖通信在單位時間內能傳輸的信息量大。一對單模光纖可同時開通35 000個電話,而且它還在飛速發展。光纖通信的建設費用正隨著使用數量的增大而降低,同時它具有體積小,重量輕,使用金屬少,抗電磁幹擾、抗輻射性強,保密性好等優點。

光計算機

計算機的功率取決於其組成部件的運行速度和排列密度,光在這兩個方麵都很理想。光子的速度即光速,為每秒30萬千米,是宇宙中最快的速度。激光束對信息的處理速度可達現有半導體矽器件的1 000倍。1990年,貝爾實驗室推出了一台由激光器、透鏡、反射鏡等組成的計算機,這就是光計算機的雛形。隨後,英、法、比、德、意等國的70多名科學家研製成功了一台光計算機,其運算速度比普通的電子計算機快1 000倍。這種利用光作為載體進行信息處理的計算機被稱為光計算機,又叫光腦。

電腦是靠電荷在線路中的流動來處理信息的,而光腦則是靠激光束進入由反射鏡和透鏡組成的陣列中來對信息進行處理的。與電腦相似之處是,光腦也靠產生一係列邏輯操作來處理和解決問題。光子不像電子那樣需要在導線中傳播,即使在光線相交時,它們之間也不會相互影響,並且在不滿足幹涉的條件下也互不幹擾。光束的這種互不幹擾的特性,使得光腦能夠在極小的空間內開辟很多平行的信息通道,密度大得驚人。一塊截麵為5分硬幣大小的棱鏡,其通過能力超過全球現有全部電話電纜的許多倍。

貝爾實驗室研製成功的光學轉換器,在字母/中可以裝入2 000個信息通道。因此,電子工程師們早就設想在計算機中使用光子了。光腦的許多關鍵技術,如光存儲技術、光互連技術、光電子集成電路等都已獲得突破。光腦的應用將使信息技術產生飛躍。

高技術

高技術是指建立在綜合科學技術研究的基礎上,處於當代科學技術前沿,對發展生產力、促進社會文明、增強國防實力起先導作用的知識、技術和投資密集的技術群。高技術是一個動態的概念,隨著時間的推移,高技術的主要內容和涉及範圍都會有所改變,新的高技術將陸續出現,一些發展成熟的技術也會變為一般技術。