光通信
光通信 |
光通信(Optical Communication)是以光波為載波的通信方式。增加光路帶寬的方法有兩種:一是提高光纖的單信道傳輸速率;二是增加單光纖中傳輸的波長數,即波分復用技術(WDM)。
目錄
簡介
按光源特性,可分為激光通信和非激光通信;按傳輸介質,可分為大氣激光通信和光纖通信;按傳輸波段,可分為可見光通信、紅外光通信和紫外光通信。光是一種電磁波,其波長通常在1×103~5×10-3微米範圍內。光的頻率高,光通信的頻帶寬,通信容量大,抗電磁干擾能力強。激光通信是利用激光傳輸信息的,激光是一種方向性極強的相干光;非激光通信是利用普通光源(非激光)傳輸信息的,如燈光通信。大氣激光通信不需要鋪設線路,便於機動,但易受氣候和外界影響,適用於地面近距離通信和通過衛星反射進行的全球通信。採用激光器作光源的光纖通信,不受外界干擾,保密性好,使用範圍廣,適用於陸上和越洋的遠距離大容量的幹線數字通信。採用發光管作光源的光纖通信屬非激光通信,適用於近距離、中小容量的模擬或數字通信。可見光通信是利用可見光(波長0.76~0.39微米)傳輸信息的。早期的可見光通信採用普通光源,如火光通信、燈光通信、信號彈等。由於普通光源散發角大,通信距離近,只能作為視距內的輔助通信。近代的可見光通信有氦氖激光(紅色)通信和藍綠激光通信。紅外光通信是利用紅外線(波長1000~0.76微米)傳輸信息的。紫外光通信是利用紫外線(波長0.39~5×10-3微米)傳輸信息的。通常所說的紅外光通信和紫外光通信均為非激光通信。這種通信所用的設備結構簡單、體積小、重量輕、價格低,但在大氣信道中傳輸時易受氣候影響,適用於沿海島嶼間的輔助通信。紅外光通信還可用作近距離遙控、飛機內廣播和航天飛機內宇航員間的通信等。隨着科學技術的發展,非激光通信已部分地被激光通信所代替。利用烽火、燈光傳輸信息的方式是簡易的可見光通信。1880年,美國人A.G.貝爾發明了光電話。第二次世界大戰期間,光電話曾在軍事上得到應用,光源是非相干光源,在大氣中傳輸受氣候影響大,可靠性差,通信距離近,通信質量差,從而限制了它的發展和應用。1960年,激光器的問世解決了光通信的光源問題。由於光在大氣信道傳輸時存在的缺點,促使人們轉向傳光線路的研究,探索了各種空心式波導管和透鏡式線路,同時也開始了對光纖的研究。1966年,華人科學家高錕曾預言光纖損耗可降低到20分貝/千米以下。1970年,美國康寧玻璃公司生產出損耗為20分貝/千米的光纖,使光通信進入了以光纖為傳輸介質的新階段。隨着半導體激光器壽命的不斷延長和光纖損耗的不斷降低,各種類型的光纖通信系統大量投入使用。光纖通信將朝着長波長、單模、超低損耗、密集波分復用、超大容量、相干外差檢測、光集成和不用光電變換的全光通信等方向發展。
評價
每當我們提到烽火台,就會自然而然地想到長城,實際上烽火台築在長城沿線的險要處和交通要道上。一旦發現敵情,便立刻發出警報:白天點燃摻有狼糞的柴草,使濃煙直上雲霄;夜裡則燃燒加有硫磺和硝石的乾柴,使火光通明,以傳遞緊急軍情。上圖為新疆呼圖壁縣境內的烽火台,在呼圖壁縣境內共有5個烽火台,其中3個已毀,烽火台長寬均約4米,高約5米,築台年月不詳烽火台通信,源於奴隸制國家在政治和軍事方面對通信的需要。據歷史記載,早在三千多年前,中國就有了利用烽火台通信的方法。關於烽火通信有個叫「千金買笑」的故事。故事是這樣的,周朝有個周幽王,這是一個非常殘暴而腐敗的君主,他有個愛妃名叫褒姒,長得非常美麗,《東周列國志》中有這樣一段話來形容褒姒:「目秀眉清,唇紅齒白,發挽烏雲,指排削玉,有如花如月之容,傾國傾城之貌。」褒妃雖然很美,但是「從未開顏一笑」。為此,周幽王使出了一個賞格:「誰要能叫娘娘一笑,就賞他一千斤金子」(當時把銅叫金子)。於是有人想出了一個點起烽火戲諸侯的辦法,想換取娘娘一笑,一天傍晚,周幽王帶着愛妃褒姒登上城樓,命令四下點起烽火。臨近的諸侯看到了烽火,以為西戎(當時西方的一個部族)來犯,便領兵趕到城下救援,但見燈火輝煌,鼓樂喧天。一打聽才知是周幽王為了取樂於娘娘而乾的荒唐事兒,各諸侯敢怒不敢言,只好氣憤地收兵回營。褒姒見狀,果然淡然一笑。但事隔不久,西戎果真來犯,雖然點起了烽火,卻無援兵趕到。原來各諸侯以為周幽王又是故伎重演。結果都城被西戎攻下,周幽王也被殺死了,從此西周滅亡了。[1]