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大家都知道無線電波可以傳遞信息,那么光波是否也能傳遞信息?光波可以通過光纜傳輸信息。這就是光纖通信。利用普通的光線就能傳送話音嗎?不行。從這樣的光線電話中只能聽到一陣模模糊糊的咕嚕聲。原因是普通的光線夾雜了許多不同波長(頻率)的光,方向性差,用它來傳遞話音,就像收音機同時接收了許多頻率的節目,各種聲音重疊在一起,傳送到聽筒,使人無法聽清話音。

1960年,一位名叫梅曼的美國年輕物理學家,發明了一種用紅寶石為受激物體的激光器,產生了一種具有單一頻率方向高度集中的光,叫激光。激光發明后,光通信才得以實現。但是,激光在大氣層中傳播,不斷受到雨、雪、霧和灰塵的侵襲,甚至一層薄薄的窗簾也能阻攔光束,使光能量迅速減弱。怎樣才能使激光不受損失地傳到遠方呢?

一次,一位希臘的玻璃工人偶然發現,光不僅可以從玻璃細棒的一端迅速地傳到另一端,而且非常“馴服”,絲毫不向棒外空間發散,即使玻璃細棒是彎彎曲曲的,它也能順著彎曲的線路前進。經分析,這是因為光射到玻璃界面時,發生了全反的原故。

這一發現啟示了科學家,他們嘗試將拉得很細的玻璃光纖作為光的“導線”。實驗結果,不管玻璃絲怎樣彎曲只要入射角度合適,激光就會在玻璃絲內來回反射,“順從”地沿著導線傳到很遠很遠的對端這種玻璃絲就叫光導纖維,將聲音、文字和圖像的電信號變成相應強弱變化的光信號,它就可以沿著光纖傳輸到遠方。

當你對著電話機的送話器講話,或當攝像機拍下圖像,聲音或圖像被變成了電流,經過電信發送設備變成一串由“0或“1”組成的數字信號(其中“1”表示有5光,0表示無光),光端機通過光纖射出一串明暗不同的光信號,傳到對方的光端機上,由那里的接收端恢復成聲音或圖像信號,遠方的人們就能聽到聲音、看到圖像了。光纖通信就是這樣實現的。

光纖通信加快了信息的傳遞速度,使信息走上了高速公路。光纖通信的容量大得驚人。在一根比頭發絲還細的光纖上,可以同時傳輸幾萬路電話或者幾千套電視節目。如果把幾十根或幾百根光纖組成一根光纜,其外徑要比電纜小得多,但容量卻成百上千倍地增加。通常電纜是用銅或鋁制成的,價格部貴,而光纖的原料是石英,即沙子,來源非常豐富光纖重量輕、柔軟性好、不怕雷擊、不怕潮濕、不怕腐爛。光纖通信保密性好,抗干擾能力強,因而得到廣泛應用。

現在許多國家都已建立了不同規模的光纖通信網絡。我國在1993年10月開通了世界上最長的光纖通信線路。到2000年,我國的光纖通信網絡將以北京為中心,聯通到全各個省會城市。在北京,光纖敷設到家門口的計劃正在實施人們隨時可以把光纖引入家庭。到那時,人們不僅可以利用光纖傳送電話,還可以在光纖通信網絡上進行視頻點播、觀看有線電視、進行計算機網絡通信,甚至坐在家里就能辦公、接受遠程教學。光纖通信將在各個領域大顯身手。
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