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第25章 交通通讯(9)

雷雨时,打开的收音机听到的“咔咔嚓嚓”的声音比听到的雷声要超前,这是因为电磁波在空气中的传播速度大于声速。

电缆通信

电缆通信是指用电缆做近距音频通信和远距离的高频载波和数字通信及信号的传输。

随着通讯行业的飞速发展,用作通信的电缆产品也有惊人的发展速度。从过去的简单的电话电报线缆发展到几千对的话缆、同轴缆、光缆、数据电缆,甚至组合通讯缆等。用于信息传输系统的电线电缆主要有市话电缆、电视电缆、电子线缆、射频电缆、光纤缆、数据电缆、电磁线、电力通讯或其他复合电缆等。

通信电缆的电气技术指标项目多而高,要求电缆产品的结构尺寸通常较小而均匀,制造精度要求高;一般的金属缆有导线电阻,绝缘电阻,工作电容,绝缘强度,电容不平衡等要求;对于长途和同轴电缆,除以上要求外,还有端阻抗,阻抗不均匀性,衰减常数,串音等特殊要求。

声纳通信

在水下传递信息,必须借助在水中传播效果较好的波,而光和电磁波都不能担当此任,只有依靠声波了。

声波的传播需要有媒介物,声波是借助媒介物的振动而传播的机械波。在空中,空气是声波的媒介物。空气传播声波时速度较慢,损耗较大。在水中,水是声波的媒介物,声音在水中的传播速度为空气中的5倍,而且损耗较小,相当于空气中的千分之一。因此,人们可以“倾听”水下目标发出的声波或超声波,来发现目标。也可以利用声源发出声波或超声波,搜索水下目标,接受目标反射的回波,判断目标所在的位置。这种利用声源发出声波并接受目标反射的回波来判断目标的装置,就是声纳。

次声波

次声波的穿透力很强,在空气中能以1200千米的时速传播,人耳是听不到次声的。在地震爆发前,许多动物惶恐不安,都是由于它们感受到了地壳内产生的次声波。次声波能使人烦躁不安,精神沮丧,甚至错乱癫狂。低于7赫兹的次声波能使人内脏破裂而死亡。

法国的一个次声研究所在一次进行次声实验室,因技术上的差错使次声泄露出去了,以至十里地之外的30名无辜居民顷刻间全部死亡。

次声波传得很远,而且无孔不入,建筑物、装甲车都挡不住它。飞机、火车、汽车、鼓风机等的运行以及火山爆发等,都能发出次声波。台风、地震前的强次声正作为预报台风地震的依据。

微波通信

微波通信是在无线电通讯的基础上发展起来的一种通讯技术,它不需要固体介质,当两点间直线距离内无障碍时就可以使用微波传送。

微波通信具有容量大、质量好、传送距离远的优点,可以用于各种电信业务的传送,如电话、电报、数据、传真以及彩色电视等均可通过微波电路传输。微波通信还具有良好的抗灾性能,水灾、风灾以及地震等自然灾害一般不影响微波通信。

如果传送之间有高山或者高达建筑物的阻隔,那么直线前进的微波通信就受到了阻碍,因此微波通信主要通过视距通信的方式传递,因此每隔50公里左右,就需要设置中继站,将能量放大转发而延伸。长距离微波通信干线可以经过几十次中继而传至数千公里仍可保持很高的通信质量。

中微子通信

中微子通信就是利用中微子束来通信的,这种通信方式克服了无线电通信易受干扰的不足,又弥补了微波通信易受高山及建筑物阻隔的缺憾,中微子通信是一种新型的通信手段。

中微子是一种质量极小,又不带电的中性基本微粒。它能以近光速进行直线传播,并极易穿透钢铁、海水,以至整个地球,而本身能量损失很少,因此是一种十分诱人的理想信息载体。

中微子通信的设想提出已有多年,但因为建议中微子通信系统需要昂贵的设备,如何方便地发射和探测中微子,把信息有效地调制给中微子和解调出来成了最大的难题,所以目前还不能普遍使用,然而它是一种很有前途的新型通信手段。

光通信

在各种远距离通信中,光通信是人类运用最早的通信方式了,中国战国时期利用烽火台传递情报是世界上最早的光通信。早期的光通信因受气候、地形等诸多限制,随着电通信的出现,它逐渐就被冷落了。直到近代,光通信又被人们记起。

1880年,贝尔发明了一种光电话,阳光射到话筒薄膜上后,反射光束就随着声音的强弱而作相应的变化,在接收端装有特殊设备使光能转化为电能,从而跟普通电话一样使用。光电话的传输距离只有200多米,虽然意义不大,但启发了科学家再次利用光来通信。

1960年,美国和中国的科学家研制出一种激光器,非常适用于光通信,但是传输介质仍不好把握而最终搁浅。

1966年,英籍华人高锟博士提出光纤通信的概念,在人类通讯史上具有划时代的意义,高锟因此获得25项专利证书和许多国际殊荣,他还被称作“光通信之父”。

到了21世纪,光通信随着光纤通信的发展已经成为人类最先进的通信手段,要在单位时间传输大量的信息,光纤通信方式是最佳选择,它已经使人类的生活和工作发生了巨大的变化。

光纤通信

光纤通信是以光波作为信息载体、通过光导纤维介质来传送声音和图像。它是现代通信技术的主要支柱,在现代电信网中有举足轻重的作用,是世界新技术革命的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送手段。

作为一门新兴技术,光纤通信发展速度之迅猛、应用面之广泛在通信史上罕见的,这是由于它具备其他通讯方式所没有的优势:通信容量大、传输距离远;信号串扰小、保密性能好;抗电磁干扰、传输质量佳,而且无辐射;光纤尺寸小、重量轻,便于敷设和运输;材料来源丰富,环境保护好等。

由此可见,光纤通信与其他通信方式相比具有无与伦比的优越性,将越来越受到通信业的重视和青睐。

红外线遥控器

现代生活中应用使用最广泛的一种通信和遥控器是红外线遥控器。由于红外线遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点,因而,继彩电、录像机之后,录音机、音响设备、空调以及玩具等其他小型电器装置上也纷纷采用红外线遥控。

红外线是一种波长极短的电磁波,不能穿越砖瓦水泥墙体,对人体和环境也没有危害。

红外遥控系统由发射和接收两大部分组成。发射器包括调制器和红外发送器,然后把发射器和微型按键一起放在遥控器的小盒子里。红外接收器安装在电器的正面面板上,包括接收器、抗干扰电路、解调器、开关控制器等。

使用遥控器时,调制器把开关按键信号传到红外线载波上,红外发送器负责发射,接收器将照射到它上面的红外光波转变成电信号,抗干扰电路能够鉴别和排队周围环境中的红外线干扰信号,解调器将被调制的红外光波中的信号解调出来,送到开关控制器,这就完成控制的操作了。

通信气球

20世纪70年代,世界上出现了能通电话、传电视的通信气球。它形似鲸鱼,大如客机,上面装有发电机组,备有油料,配置的有通信收发机等通信设备。

气球内充有惰性气体,由于内部压强小而气体不易泄露,球体由多层高强度的聚酯薄片组合材料组成,强度很高,不易被地面和空中的炮火集中。

通信气球具有通信频带宽、灵活可靠的特点,不怕高山和高层建筑的阻挡,通过它传送的广播电视节目可以直接被电视机接收,就像通信卫星一样。

根据通信气球的这些特点,它被广泛用于军事、水利、气象等各个领域,尤其适用于边远山区、远离大陆的海岛通信。它与通信卫星密切配合,为海、陆、空远距离无线通信巧妙搭配,以积极的姿态出现在现代化的通信网中。

通信卫星

通信卫星反射或转发无线电信号,实现卫星通信地球站之间或地球站与航天器之间的通信,通信卫星是各类卫星通信系统或卫星广播系统的空间部分。

作为无线电通信中继站,通信卫星像一个国际信使,“收”、“发”来自世界各地的信息。由于它是存在于36000公里的高空,所以覆盖面特别大,一颗卫星就可以负责地球表面1/3的通信。因此,如果在地球静止轨道上均匀地放置三颗通信卫星,便可以实现除南北极之外的全球通信。

自1960年出现世界上第一颗通信卫星以后,几十年来通信卫星发展很快,目前有20多个通信卫星系统正在被使用,全球一百多个国家和地区都能接收到来自通信卫星发布的信息。

DGPS原理

DGPS指全球定位系统,它是在GPS的基础上利用差分技术使用户能够从GPS系统中获得更高的精度。

DGPS实际上是把一台GPS接收机放在位置已精确测定的点上,组成基准台。基准台接收机通过接收GPS卫星信号,测得并计算出到卫星的伪距,将伪距和已知的精确距离相比较,求得该点在GPS系统中的伪距测量误差,再将这些误差作为修正值以标准数据格式通过播发台向周围空间播发。附近的DGPS用户接收到来自基准台的误差修正信息,以此来修正自身的GPS测量值,从而大大提高其定位精度。

差分技术的基础是:在同一地区内,GPS缓慢变化的系统误差,包括选择可用性(SA)误差,对基准台及其邻近用户的影响是相同或相近的。应用差分技术可有效地削弱SA、电离层延迟、大气层延迟、星历误差、卫星钟误差,达到米级定位精度。

亚洲信息通信委员会

亚洲通信委员会(Asian Info-communications Council,简称AIC)成立于1988年,以加强亚洲各国在信息通信领域的技术交流、信息沟通和推动合作为目的,是亚洲地区信息通信领域政府间技术组织。目前AIC有中国、印度尼西亚、日本、韩国、马来西亚、菲律宾、新加坡、泰国、越南等九个成员国。我国信息产业部是AIC的全权会员,中国电信、中国网通、华为、中兴等12个单位为普通会员。

AIC会议召开采用各会员国轮流主办的形式,至今已举办了33次会议。我国曾于1996年、2001年、2004年分别在北京、上海、深圳主办了AIC会议。在每次会议上,各成员国代表都会就有关信息通信的技术、应用、政策和管制等问题进行广泛交流,对成员国信息通信的发展起到积极的推动作用。亚洲信息通信委员会对推动一个国家或地区的信息通信发展起到积极的促进作用。

自动识别技术

条形码是迄今为止最经济、实用的一种自动识别技术。它是一种信息编码,是按照一定的规则,由宽窄不等的条纹和数字组合起来的符号。条形码分为标准和非标准两大类。非标准的条形码是单位自行印贴在商品上的,只能在内部使用。而标准条形码则可以对外流通。目前,我国通用的标准条形码叫EAN 码,这种条形码有13位数字,开头3位代表国家或地区,接下来的4位是制造商的代码,后面5位为商品名称代码,最后一位是校验码。

条形码最初是一位名叫John Kermode的发明家想对邮政单据实现自动分检。他的想法是在信封上做条码标记,条码中的信息是收信人的地址,就象今天的邮政编码。为此Kermode发明了最早的条码标识。

经过不断的技术改进,如今条形码作为识别技术被广泛运用于商品、邮政单据、图书分类、交通代码识别等领域,对商品流通、图书管理、邮电管理、银行系统等有重要的作用。

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