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通讯技术
机电111 1104030138 林必月
19世纪30年代,欧洲和美洲先后出现了商用电报机。在这方面有代表性的发明家是英国的高斯、韦伯和美国的莫尔斯。1833年,高斯和韦伯制作出第一个可供实用的电磁指针电报机。此后不久,另一个年轻的英国人库克和伦敦高等学院的教授惠斯登发明了新型电报机,并取得第一个专利。1837年,美国人莫尔斯的发明,把电报技术向前大大推进了一步。他用一套点、划符号代表字母和数字(即莫尔斯电码),并设计了一套线路,发报端是一个电键,该电键把以长短电流脉冲形式出现的电码馈入导线,在接收端电流脉冲激励电报装置中的电磁铁,使笔尖在不断移动的纸带上记录下电码。经过不断改进,这套电报系统于
1844年达到实用阶段,在巴尔的摩和华盛顿之间首次建立了电报联系。
由于战争比人类任何其它活动都更加依赖于当时最有效的通信手段,因此电报一经出现,便立即引起了军界的关注。1854年,英军第一次在战争中采用了电报。海底电报约于1851年开始用于多佛和加莱之间,然后发展到一方面用于伦敦和巴黎之间的远距离电报通讯,另一方面则用于协约国克里米亚战争的
瓦诺基地。1857年,在印度的独立战争中,设在加尔各答的政府和四处分散的英军所以能保持联系,主要靠的是电报。186l至1865年的美国南北战争,是第一次大规模使用电信技术的战争。战争期间,联邦政府架设了2400公里的电报线路,把北方部队同陆军部和陆军司令联结在一起,共发送了650万份电报。陆
军的一名上校迈尔,不仅发明了旗语通信,还于1861年夏发明了一种能够沟通集团军司令和下属部队联系的轻便发报装置,在战斗中发挥了很大作用。
由于电报在收发时需要转译电码,人们嫌它迟缓不便,于是便进一步寻求更便捷的通讯方式,电话也就应运而生。英国的胡克首先提出在远距离上传输语音的建议。1837年,美国医生佩奇发现,当铁的磁性迅速改变时,会发出一种音乐般的悦耳声音,这种声音的响度随磁性变化的频率而改变。他把这种声音称
作“电流音乐”。大约在1860年,德国的赖斯第一次将一曲旋律用电发送了一段距离,他把这个装置叫作“电话”,这个名称于是沿用下来。直到1876年,美国的贝尔终于发明了第一台电话机。电话及此前发明的电报的运用,使军事通讯产生了革命性的变革。
光纤技术的进步可以从两个方面来说明: 一是通信系统所用的光纤; 二是特种光纤。早期光纤的传输窗口只有3个,即850nm(第一窗口)、1310nm(第二窗口)以及1550nm(第三窗口)。近几年相继开发出第四窗口(L波段)、第五窗口(全波光纤)以及S波段窗口。其中特别重要的是无水峰的全波窗口。这些窗口开发成功的巨大意义就在于从1280nm到1625nm的广阔的光频范围内,都能实现低损耗、低色散传输,使传输容量几百倍、几千倍甚至上万倍的增长。这一技术成果将带来巨大的经济效益。另一方面是特种光纤的开发及其产业化,这是一个相当活跃的领域。
特种光纤具体有以下几种:
1. 有源光纤
这类光纤主要是指掺有稀土离子的光纤。如掺铒(Er3+)、掺钕(Nb3+)、掺镨(Pr3+)、掺镱(Yb3+)、掺铥(Tm3+)等,以此构成激光活性物质。这是制造光纤光放大器的核心物质。不同掺杂的光纤放大器应用于不同的工作波段,如掺饵光纤放大器(EDFA)应用于1550