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文章摘要:通往光通信时代,在线游戏经初审邵逸夫,美学家朝三暮四鱼龙混杂。

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通往光通信时代

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 上世纪30年代,曾有人提出这样的观点:“总有一天光通信会取代有线和微波通信而成为通信主流”,早在那样的年代,光纤通信技术在未来通信中便已显示出其重要性。

 在日前举行的“2017光信息与光网络大会”上,工程院院士赵梓森表示,我国现已实现技术突破,可以制造并铺设电缆。他还表示,本次我国制造的是第二代海缆,美国、日本在去年刚开始启用。要知道,中国此前并不会制造海缆,仅会购买洋品牌铺设。

 如今,光通信技术已经很成熟,成为各种通信网的主要传输方式,光纤通信在信息高速公路的建设中扮演着至关重要的角色,欧美等发达国家已经把光纤通信放在了国家发展的战略地位。现在光纤的使用已不只限于陆地,光缆已广泛铺设到了大西洋、太平洋海底,这些海底光缆使得全球通信变得非常简单快捷。

光纤通信的优势

光纤通信之所以能被如此广泛的应用,在于它与其他通信方式相比有诸多独有的优势:

  首先,现有的以电为主的通信系统都不可避免地会受到电磁干扰,而唯有光纤通信不会,这就大大增强了通信的稳定性与实践性。

  其次,光纤通信之所以魅力四射,其奥妙还在于它的原材料不是金属,而是资源丰富的二氧化硅。用光缆取代电缆,可以节约大量的有色金属,这具有重大的战略意义。

  最后,光缆的体积小、重量轻,显示出特有的优越性。相同话路的光缆要比电缆轻90%~95%(光缆重量仅为电缆重量的十分之一到二十分之一),而直径不到电缆的五分之一。

通信光缆的类型

针对各种应用和环境条件等,通信光缆有架空、直埋、管道、水底、室内等敷设方式。

架空光缆:架挂在电杆上使用的光缆,可以利用原有的架空明线杆路,节省建设费用、缩短建设周期。架空光缆挂设在电杆上,要求能适应各种自然环境。

直埋光缆:外部有钢带或钢丝的铠装,直接埋设在地下,要求有抵抗外界机械损伤的性能和防止土壤腐蚀的性能。

管道光缆:管道敷设一般是在城市地区,管道敷设的环境比较好,因此对光缆护层没有特殊要求,无需铠装。

水底光缆:敷设于水底,穿越河流、湖泊和滩岸等处的光缆。这种光缆的敷设环境比管道敷设、直埋敷设的条件差得多,因此必须采用钢丝或钢带铠装的结构,护层的结构要根据河流的水文地质情况综合考虑。

海底光缆:也是水底电缆,但是敷设环境条件比一般水底光缆更加严竣,要求更高,对海底光缆系统及其元器件的使用寿命要求在25年以上。

  用于海底光缆的光纤比陆地光缆所用的光纤有更高的要求:低损耗、高强度、制造长度长,光缆的中继距离长,一般都在50公里以上,在光纤的传输性能方面要求在25年以内不会变化。

  在海底光缆的结构方面,要求能经受强大的压力和拉力,特别是深海光缆(敷设在水深1000米以上海底的光缆),在敷设和维修作业中除了光缆本身的重量外,还要加上海浪加到光缆上的动态应力。

  海底光缆的结构要求坚固、材料轻,但不能用轻金属铝,因为铝和海水会发生电化学反应而产生氢气,氢分子会扩散到光纤的玻璃材料中,使光纤的损耗变大。因此海底光缆既要防止内部产生氢气,同时还要防止氢气从外部渗入光缆。为此,在90年代初期,研制开发出一种涂碳或涂钛层的光纤,能阻止氢的渗透和防止化学腐蚀。

  此外,光纤接头也要求是高强度的,要求接续保持原有光纤的强度和原有光纤的表面不受损伤。

  按照上述要求和特点,海底光缆的基本结构是将经过一次或两次涂层处理后的光纤螺旋地绕包在中心加强构件(用钢丝制成)的周围。

  光纤设在螺旋形的U形槽塑料骨架中,槽内填满油膏或弹性塑料体形成纤芯。纤芯周围用高强度的钢丝绕包,在绕包过程中要把所有缝隙都用防水材料填满,再在钢丝周围绕包一层铜带并焊接搭缝,使钢丝和铜管形成一个抗压和抗拉的联合体,这个铜管还是传送远供电流的导体。在钢丝和铜管的外面还要再加一层聚乙烯护套。这样严密多层的结构是为了保护光纤、防止断裂以及防止海水的侵入,同时也是为了在敷设和回收修理时可以承受巨大的张力和压力。

  即使是如此严密的防护,在80年代末还是发现过深海光缆的聚乙烯绝缘体被鲨鱼咬坏造成供电故障的实例。因此在有鲨鱼出没的地区,在海底光缆的外面还要加上钢带绕包两层和再加一层聚乙烯外护套。

海底光缆的应用

  1988年,在美国与英国、法国之间敷设了越洋的海底光缆(TAT-8)系统,全长6700公里。这条光缆含有3对光纤,每对的传输速率为280Mb/s,中继站距离为67公里。这是第一条跨越大西洋的通信海底光缆,标志着海底光缆时代的到来。

  进入90年代,海底光缆已经和卫星通信成为当代洲际通信的主要手段。我国自1989年开始到1998年底已经先后参与了18条国际海底光缆的建设与投资。海底光缆承担的洲际通信业务量逐年上升,已经超过了卫星通信的业务量,成为现代洲际通信的主力。

  科技在发展,时代在进步,从旧时车马载信慢到如今通话讯息飞速传,日新月异的变化让我们目不暇接,也让我们受益无穷,我国在光通信技术上的进步与领先更显示出了大国的尊严与素养,未来光明可期,也愿我们能在信息化时代里能越走越稳,越走越好。