通信,,一直是保證作戰(zhàn)指揮順利達(dá)成的重要手段之一。特別是在現(xiàn)代信息化戰(zhàn)爭中,,戰(zhàn)況瞬息萬變,,錯綜復(fù)雜,如果沒有迅速,、準(zhǔn)確,、保密和不間斷的通信,就不可能實(shí)現(xiàn)及時而有效的指揮和作戰(zhàn),。因此,,目前世界各軍事強(qiáng)國均投入大量的人力、財力和物力對通信技術(shù)加強(qiáng)研究,,使這一領(lǐng)域得到了極大的發(fā)展,。
時下常用的無線電通信最大優(yōu)點(diǎn)是:迅速;而最大缺點(diǎn)是:保密性差,,怕干擾(主要是電磁干擾和核爆炸產(chǎn)生的強(qiáng)電磁脈沖干擾),。有線電通信雖然比無線電通信保密性好一些,但也不是萬無一失,,平時打固定電話,,不是常聽到耳機(jī)中傳出一些不相干的聲音嗎,?這就是話路串音現(xiàn)象,這種現(xiàn)象給竊聽提供了條件,,只要將微型竊聽器接到電話線上,,既可竊聽對方的軍事秘密,又可實(shí)施欺騙干擾,,制造假軍情,。
伴隨著激光的產(chǎn)生,一種新穎奇特的通信——激光通信問世了,。尤其是近年來,,隨著光導(dǎo)纖維通信的高速發(fā)展,給激光通信帶來了明媚的春天,,成為現(xiàn)代通信的“熱門”領(lǐng)域,。激光通信依據(jù)傳輸介質(zhì)的不同,主要分為光纖通信,、大氣通信,、空間通信和水下通信四類,其中最常見,、發(fā)展最成熟的是大氣激光通信和光導(dǎo)纖維通信,。
大氣激光通信:炸不斷的線路
大氣激光通信是以大氣為傳輸介質(zhì)的激光通信。它有“兩不怕”:一不怕偵聽和干擾,。由于激光頻率極高,光束極細(xì),,方向性又好(指哪射哪),,所以用當(dāng)今的電話設(shè)備無法偵聽,用電磁波更難以截獲和干擾,。至于天空中電離層的變幻和騷動,,地球兩極上空極光閃爍等對它影響也甚微,好似兩股道上跑的車,,互不干擾,,因此其通信穩(wěn)定,話音質(zhì)量良好,。二不怕核輻射,。一般無線電通信方式在核武器爆炸瞬間都要中斷一陣子,唯獨(dú)激光通信不受其害,,這是因?yàn)楹宋淦鞅ㄋa(chǎn)生的強(qiáng)電磁脈沖,,并沒有激光的頻率高,所以干擾不了激光,。同時,,核武器爆炸所產(chǎn)生的強(qiáng)烈光輻射,,屬于非相干光之類,盡管能量很強(qiáng),,但是不集中,,向四面八方發(fā)散,即使能夠鉆進(jìn)激光接收機(jī),,其強(qiáng)度相比也是微乎其微,,除了會增加點(diǎn)噪聲外,無其它影響,。難怪人們稱大氣通信是炸不斷的“線路”,,能“氣死”核武器。
大氣激光通信不但可以傳送電話,,還可以傳送數(shù)據(jù),、傳真、電視和可視電話等?,F(xiàn)在各國研究主要集中在增大通信距離,,提高全天候性能和傳輸速率以及實(shí)現(xiàn)移動通信等方面。據(jù)報道,,前蘇聯(lián)早已建造了一條直線距離為160-180公里的大氣通信系統(tǒng),;美國海軍電子中心則在17.6公里二氧化碳激光通信中實(shí)現(xiàn)了可通信率為99%的準(zhǔn)全天候通信;日本用氦氖激光器在2公里線路上的傳輸速率達(dá)到1.544Kb/s,。此外,,美激光系統(tǒng)公司研制的系統(tǒng)中,裝有高倍雙目望遠(yuǎn)鏡,,可將活動目標(biāo)放大20倍,,從而解決了移動通信問題,可用于各種移動車輛,、艦艇,、高速直升機(jī)的移動通信??梢?,激光大氣通信已成為現(xiàn)代保密通信的得力工具。
光導(dǎo)纖維通信:通信“點(diǎn)對點(diǎn)”
光導(dǎo)纖維通信,,是以光導(dǎo)纖維為傳輸介質(zhì)的激光通信,,它更是神奇絕妙,別具一格,。光信號在極細(xì)的玻璃絲中傳播,,既不向外泄漏一絲一毫,外面雜亂無章的光束(陽光、燈光及各種紅外輻射)也休想竄進(jìn)來興風(fēng)作浪,;至于空間那些喧鬧不堪的電磁波,,因頻率相對太低,只好干瞪眼,,在光導(dǎo)纖維外面“徘徊”,,毫無辦法。此外,,光導(dǎo)纖維通信還不會受大氣中的云,、霧、雨,、雪等自然條件所左右,,因此通信質(zhì)量良好,傳遞圖像清晰,,傳輸數(shù)據(jù)誤碼率極低,。
在軍事應(yīng)用上,光導(dǎo)纖維通信一樣可以大顯身手,。如在短距離(幾百米)通信方面,,可用于通信車廂內(nèi)配線、各種作戰(zhàn)飛機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸母線,、信號顯示及機(jī)內(nèi)溫控,、遙測等。據(jù)悉,,光纖點(diǎn)對點(diǎn)通信鏈路已在F/A-18,、AV-8B、“黑鷹”直升機(jī)等飛機(jī)中有良好表現(xiàn),。由于電磁干擾,、電磁脈沖、高強(qiáng)度無線電頻率及定向能武器等嚴(yán)重威脅電控飛行的飛機(jī)安全,,采用光纖系統(tǒng)實(shí)施“光控飛行”則不怕上述干擾,還可把機(jī)載設(shè)備重量減少90-320Kg,;也可用于大型軍艦內(nèi)的閉路電視系統(tǒng),,多路通信系統(tǒng)及數(shù)據(jù)顯示和傳輸以及各種天線的連接等。例如,,美海軍“能抗毀的自適應(yīng)光纖嵌入網(wǎng)”已實(shí)現(xiàn)實(shí)用化,,并安裝于CG-47“Aegis”導(dǎo)彈巡洋艦、DDG51級導(dǎo)彈驅(qū)逐艦,、“喬治·華盛頓”號航空母艦等裝備上,。在中距離(幾百米至1公里)通信方面,光纜適宜于指揮所內(nèi)通信配線,,導(dǎo)彈,、火箭的遙控和遙測,,野戰(zhàn)計算機(jī)之間的連線等。在長距離(1公里至上百公里)通信方面,,光纜還可用于雷達(dá)群傳送情報和數(shù)據(jù)傳輸,,特別是低損耗、大容量海底光纜系統(tǒng),,為陸,、海、空軍立體軍事戰(zhàn)略自動化通信網(wǎng)開辟了廣闊的前景,。據(jù)報道,,近期美國國防部列出了2010年十大國防技術(shù),其中兩項(xiàng)是“光子學(xué)·光電子學(xué)”和“點(diǎn)對點(diǎn)通信”,,而光纖通信在“點(diǎn)對點(diǎn)通信”中占有舉足輕重的地位,。
“光通信”展望:打造立體通信網(wǎng)
目前,世界激光通信技術(shù)正在加速向?qū)嵱没A段邁進(jìn),。其發(fā)展主要有如下幾個方面:
向長波段挺進(jìn),。光導(dǎo)纖維通信之所以向長波段發(fā)展,是長波段激光在光導(dǎo)纖維中傳輸損耗較小的緣故,。長波段光導(dǎo)纖維通信,,還為實(shí)現(xiàn)光復(fù)用開辟了廣闊的前景,比如,,現(xiàn)已成功地在0.85微米大波段上進(jìn)行了三束光復(fù)用實(shí)踐,,傳輸距離和接收端質(zhì)量良好,各信道間的干擾失真很小,,系統(tǒng)的傳輸信息量可提高3倍,,即線路的利用率提高了3倍。未來,,還可以做得更好,。
向集成光路方向發(fā)展。這里所說的集成光路,,其基本原理與大規(guī)模集成電路很相似,,它的實(shí)質(zhì)就是把已經(jīng)成熟的集成電路技術(shù)、微波技術(shù)應(yīng)用到光頻波段上,,從而制成精巧別致的微型集成光路,。也就是說,把這些器件集成在一個很小的公共臺片上,,最后構(gòu)成具有一定功能的微型光學(xué)系統(tǒng),,從而實(shí)現(xiàn)微型化或超微型化。所以,集成電路的迅速發(fā)展,,為光纜通信系統(tǒng)的小型化,、超小型化創(chuàng)造了條件。
實(shí)現(xiàn)直接光中繼,。所謂直接光中繼,,就是中繼器中的信號不再經(jīng)過“光-電”,“電-光”交換過程,,而是對光信號直接進(jìn)行放大?,F(xiàn)在所使用的中繼器是再生式的,即先變電,,電再變光,。這種中繼器存在體積大,故障檢測麻煩等缺點(diǎn),。隨著長波段光電器件的出現(xiàn),,特別是長波段、低損耗,、無色散光導(dǎo)纖維的研制成功,,使直接實(shí)現(xiàn)光中繼變?yōu)榭赡堋?/p>
激光技術(shù)的出現(xiàn),像當(dāng)年半導(dǎo)體晶體管對整個電子技術(shù)的作用一樣,,將對通信領(lǐng)域產(chǎn)生變革性的影響,。不久的將來,將會出現(xiàn)一個光電“多兵種”聯(lián)合通信時代,。即光纜與現(xiàn)代常規(guī)的通信手段相互巧妙搭配,,構(gòu)成現(xiàn)代化的立體通信網(wǎng)。而未來的通信,,將由光電聯(lián)合通信過渡到光通信時代,。到那時,現(xiàn)代的電話,、電傳,、電視等傳統(tǒng)電通信方式,將變成由大規(guī)模光集成的“光話”,、“光報”,、“光傳”、“光視”等嶄新的通信方式,??傊?,激光通信新穎奇特,,前途無量,在未來的戰(zhàn)爭中必將大顯神通。