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RIQI:2019-02-28


大家都知道无线电波可以传递信息,那么光波是否也能传递信息?光波可以通过光缆传输信息。这就是光纤通信。利用普通的光线就能传送话音吗?不行。从这样的光线电话中只能听到一阵模模糊糊的咕噜声。原因是普通的光线夹杂了许多不同波长(频率)的光,方向性差,用它来传递话音,就像收音机同时接收了许多频率的节目,各种声音重叠在一起,传送到听筒,使人无法听清话音。

1960年,一位名叫梅曼的美国年轻物理学家,发明了一种用红宝石为受激物体的激光器,产生了一种具有单一频率方向高度集中的光,叫激光。激光发明后,光通信才得以实现。但是,激光在大气层中传播,不断受到雨、雪、雾和灰尘的侵袭,甚至一层薄薄的窗帘也能阻拦光束,使光能量迅速减弱。怎样才能使激光不受损失地传到远方呢?

一次,一位希腊的玻璃工人偶然发现,光不仅可以从玻璃细棒的一端迅速地传到另一端,而且非常“驯服”,丝毫不向棒外空间发散,即使玻璃细棒是弯弯曲曲的,它也能顺着弯曲的线路前进。经分析,这是因为光射到玻璃界面时,发生了全反的原故。

这一发现启示了科学家,他们尝试将拉得很细的玻璃光纤作为光的“导线”。实验结果,不管玻璃丝怎样弯曲只要入射角度合适,激光就会在玻璃丝内来回反射,“顺从”地沿着导线传到很远很远的对端这种玻璃丝就叫光导纤维,将声音、文字和图像的电信号变成相应强弱变化的光信号,它就可以沿着光纤传输到远方。当你对着电话机的送话器讲话,或当摄像机拍下图像,声音或图像被变成了电流,经过电信发送设备变成一串由“0或“1”组成的数字信号(其中“1”表示有5光,0表示无光),光端机通过光纤射出一串明暗不同的光信号,传到对方的光端机上,由那里的接收端恢复成声音或图像信号,远方的人们就能听到声音、看到图像了。光纤通信就是这样实现的。

光纤通信加快了信息的传递速度,使信息走上了高速公路。光纤通信的容量大得惊人。在一根比头发丝还细的光纤上,可以同时传输几万路电话或者几千套电视节目。如果把几十根或几百根光纤组成一根光缆,其外径要比电缆小得多,但容量却成百上千倍地增加。通常电缆是用铜或铝制成的,价格部贵,而光纤的原料是石英,即沙子,来源非常丰富光纤重量轻、柔软性好、不怕雷击、不怕潮湿、不怕腐烂。光纤通信保密性好,抗干扰能力强,因而得到广泛应用。

现在许多国家都已建立了不同规模的光纤通信网络。我国在1993年10月开通了世界上最长的光纤通信线路。到2000年,我国的光纤通信网络将以北京为中心,联通到全各个省会城市。在北京,光纤敷设到家门口的计划正在实施人们随时可以把光纤引入家庭。到那时,人们不仅可以利用光纤传送电话,还可以在光纤通信网络上进行视频点播、观看有线电视、进行计算机网络通信,甚至坐在家里就能办公、接受远程教学。光纤通信将在各个领域大显身手。


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