解读激光送蒙娜丽莎飞向月球的意义
三、"光通信"展望:打造立体通信网
目前,世界激光通信技术正在加速向实用化阶段迈进。其发展主要有如下几个方面:
向长波段挺进。光导纤维通信之所以向长波段发展,是因为长波段激光在光导纤维中传输损耗较小的缘故。长波段光导纤维通信,还为实现光复用开辟了广阔的前景,比如,现已成功地在0.85微米大波段上进行了三束光复用实践,传输距离和接收端质量良好,各信道间的干扰失真很小,系统的传输信息量可提高3倍,即线路的利用率提高了3倍。未来,还可以做得更好。
向集成光路方向发展。这里所说的集成光路,其基本原理与大规模集成电路很相似,它的实质就是把已经成熟的集成电路技术、微波技术应用到光频波段上,从而制成精巧别致的微型集成光路。也就是说,把这些器件集成在一个很小的公共台片上,最后构成具有一定功能的微型光学系统,从而实现微型化或超微型化。所以,集成电路的迅速发展,为光缆通信系统的小型化、超小型化创造了条件。
实现直接光中继。所谓直接光中继,就是中继器中的信号不再经过"光-电","电-光"交换过程,而是对光信号直接进行放大。现在所使用的中继器是再生式的,即先变电,电再变光。这种中继器存在体积大,故障检测麻烦等缺点。随着长波段光电器件的出现,特别是长波段、低损耗、无色散光导纤维的研制成功,使直接实现光中继变为可能。
激光技术的出现,像当年半导体晶体管对整个电子技术的作用一样,将对通信领域产生变革性的影响。不久的将来,将会出现一个光电"多兵种"联合通信时代。即光缆与现代常规的通信手段相互巧妙搭配,构成现代化的立体通信网。而未来的通信,将由光电联合通信过渡到光通信时代。到那时,现代的电话、电传、电视等传统电通信方式,将变成由大规模光集成的"光话"、"光报"、"光传"、"光视"等崭新的通信方式。总之,激光通信新颖奇特,前途无量,在未来的战争中必将大显神通。
人类通信的历史源远流长,从古代的狼烟通信、驿站通信,到现代的电报电话通信、无线电通信、光纤通信等,不仅仅是通信手段发生了巨变,而且也空前地改变了人类的生活方式。今天,科技发展日新月异,空中、地面、水下都已经被开辟为广阔的通信空间,采用高频激光进行空间卫星通信已成为现代通信技术发展的新焦点。有专家测算,在理想的情况下,用激光作载体进行空间卫星通信,若话路带宽为4千赫,则可容纳100亿条话路;若彩色电视带宽为10千赫,则可同时传送100万套节目而互不干扰,届时,人们的生活将更加丰富多彩。
创新计划纷纷出台
早在20世纪70年代,日本和美国在研究光波空间传播技术的时候,就提出了空间激光通信概念。到20世纪80年代末90年代初,日本、美国、欧洲空间总署先后制定了发展卫星间激光通信的研究计划,对卫星与地面之间、地球轨道同步卫星与近地轨道卫星之间、地球轨道同步卫星之间的激光通信技术都进行了深入研究,初步的设计方案及模拟演示系统也达到了理想的效果。
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