2700多年前,我国周朝就有了利用烽火台的烟火传递信息的方法。那是普通的光。现在我们所说的光是通信的光,是一种特殊的激光。它的颜色最纯,亮度极高,比太阳还要亮100亿倍;方向性最好,比最好的探照灯还要好1000倍。
1960年,当第一台激光器大放异彩的时候,人们如获至宝;当逐步掌握了光调制、光放大及光解调等关键技术之后,有如锦上添花。当时有人曾极为乐观地预言:光通信即将走出“婴儿期”(实验室),踏入广阔的使用天地;有的甚至大胆地宣称:光通信的发展将导致无线电通信使命的终结……。
但事物是复杂的,时过不久,大气激光通信(就是激光直接在大气中传输进行通信的方式)的破绽逐渐暴露,它的致命弱点是“靠天吃饭”,随着大气的变幻无常,通信质量极不稳定,甚至经常中断。大气中漂浮的无数微粒(灰尘、烟、雾、雨、雪),对传输中的激光束实行围、追、堵、截等各种消耗战(人们称之为“大气散射”),使光能量衰耗严重。因此,大气激光通信距离和使用范围受到很大的限制,使其发展速度大为放慢。
前进的道路是曲折的,科学家们另辟蹊径。1970年激光器和通信光纤这两项关键技术取得了重大突破,实现了光纤通信,从而使光通信开始从理想变成可能。这立即引起了各国通信科技人员的重视,随后他们竞相进行研究。1974年美国贝尔研究所发明了低损耗光纤制作法,使光纤损耗大为降低;1977年,贝尔研究所和日本电报电话公司几乎同时研制成功寿命达100万小时(即能使用10年左右)的半导体激光器,从而有了真正实用的激光器。1977年,世界上第一条光纤通信系统在美国芝加哥市投入商用。
光纤通信是以光导纤维(简称光纤)作为传辅媒介的通信方式。也就是说,这种通信方式的信息传输不是通过金属电缆,而是通过光纤。光纤是由中心和外皮具有不同折射率的石英玻璃棒在高温下拉制而成的。一根光纤不过只有头发丝那样粗细。若把几十根或几百根光纤合在一起制成光缆(如同缆绳),其外形直径也不过2厘米。
光纤通信与有线电缆通信十分相似,只不过运载信息的不是电而是光——一种颜色很纯的激光。利用光纤进行通信时,先使声音或图像进入话筒或电视摄像机,变成相应的信号,经放大及变换后,加到电一光转换器进行光调制,使光源发出的光束随电信号的强弱而发生相应的变化。这样,被调制的光束就会载着信号经光纤进行传送了。
光纤通信的最大特点是通信容量大。由于光的频率很高,波长很短,从实际应用上初步估计,一根光纤可以同时传送150方路电话或2万路电视节目。若把几十根或几百根光纤制成一条光缆,其通信容量就会大得惊人了。
重量轻、频带宽、损耗低、无感应、无串话、施工铺设方便等也是光纤的重要特点。正是由于它有着这样多的优点,才使得光纤技术在军事领域有了用武之地。如光在通过光导管时不会产生电磁场,这样,光纤传输线路就不会被相关装置窃听,更不会产生易被敌方测向仪捕获的射频图像,因此它具有良好的保密性能。
目前,光纤在军事上的应用日趋广泛,其应用范围包括:航空电子设备、地面战术通信、基地通信、舰载通信、卫星地面站、雷达信号远距离传输、战略武器系统、通信保密设施、有线导弹制导等等。光纤通信已取代了许多过去的军用通信方式。到处可见的光导纤维,载着我们一同进入神奇的光的时代。