青少年喜欢的科技前研:载波电话与“海底蛟龙”

释放双眼,带上耳机,听听看~!

什么是载波电话

青少年喜欢的科技前研:载波电话与“海底蛟龙”插图

到了本世纪30年代,电话的用户数不断增加,这样又给人们提出了一个新问题:如何增加现有通信线路传输电话的能力。

打电话的时候,人朝着话簡说话,声波使振动板振动,压迫炭精砂忽紧忽松,电阻忽大忽小,电流也跟着时强时弱,这样话筒就把送来的声音变成电信号传到远方,完成了“声变电”的任务。

听筒由振动板、电磁铁和永久磁铁三部分组成,话音电流沿着电线传来,电流时大时小,引起磁性忽强忽弱,振动板也跟着作相应的机械振动,把传来的话音电流恢复成声音,由“电”变“声”,让用户听见。

开始一对线路只能通一路电话,一个人占了线,别的人只好等着,不然相互干扰,谁也听不清楚。

为了降低长途电话的成本,提高线路的利用率,能够实现一线多用而又不相互干扰吗?

载波技术能解决这个问题。

普通电话是把音频信号直接传输到对方,整个传输过程中频率不变,而频率范围相同的信号在同一线路上传输时会产生严重干扰。

载波电话是把各路来的音频信号用调制器调制不同的高频电流以载送话音,然后通过线路传送出去。到达接收端后,再用滤波器把各载波分开,经解调器解调还原成原来的音频。因为载波的频率范围(频带)不同,所以虽然各路电话信号在线路上是混杂的,但在线路的两端却是“泾渭分明”,互不干扰的。

就这样,在线路两端安装了载波电话设备,一对架空明线就可以同时传输多路载波电话,最多可以达到十几路到20多路。

架空明线虽然施工方便,衰减较小,但是线对数量和传输频率有限,而且容易损坏和受外界影响。电缆通常由多根相互绝缘的导线按一定的方式绞合而成,导线置于密闭的护套中,必要时外面再加保护覆盖层。它所容纳的线对数量和通信容量要比明线大很多。

电缆的发展还出现了同轴电缆,同轴电缆的采用是一个很重要的进步。同轴电缆的模样很特别,由外导体、内导体和绝缘垫片构成。外导体是壁厚很薄的铜管,内导体是用来传送电信号的金属导线,内导体用绝缘垫片固定在外导体内的正中央,其间的空气就是主要的绝缘体。

由于内导体完全被包围在外导体之中,外导体有极好的屏蔽作用,可以避免辐射损失和外界干扰,同时又能传输很高频率的电信号,这就大大增加了传输通路的数量并提高了传输质量。使用中小同轴电缆可以传输几百、几干乃至上万路载波电话。

在贝尔发明电话之前10年,大西洋的第一条海底电缆就已敷设成功,当时这条海底电缆是用来传送电报的,所以频率很低。贝尔发明电话之后,人们自然会想:电话是不是也可以通过海底电缆来传送呢?

最初用单芯或双芯的马来树胶绝缘的电报电缆来传送电话信息,由于电流在传输过程中损耗太大,未能满足要求。以后改用纸带绝缘,损耗降低,但传输距离只能达到几十千米。有了载波技术,有了同轴电缆,有了介质损耗很小的聚乙烯作充填体,特别是有了密封的能把衰减的电信号接收、放大、再发送的海底增音机和使电信号经长距离传输不失真的均衡器,铺设海底电话电缆的设想才逐步变成现实。

1950年,在美国佛罗里达州的基韦斯特到古巴的哈瓦那之间铺设了一条海底电缆,这个系统可携带24路电话。与此同时,英法之间也建成了一条海底电缆,实现了48路通话线路。

正是在这些实践的基础上,1955年,从加拿大纽芬兰的克拉伦维尔到英国苏格兰的奥廷之间开始铺设第一条越洋海底电缆,可以提供36条话路,于第二年投入使用,比第一条大西洋海底电报电缆整整晚了90年。由此也可看出电话技术要比电报技术复杂许多倍。

第一条大西洋海底电话电缆是英国、美国、加拿大三国合作的产物。3年后,美国、法国、西德合作又铺设了第二条。1963年,英国、美国联合铺设的一条大西洋海底电话电缆,每隔33千米设置一部增音机,可以同时传输128路电话。

在浩瀚的太平洋里,有一条名为”TPC”的海底电话电缆于1964年7月投人使用,它从日本的二宫出发,经关岛、鹿儿岛、中途岛、夏威夷到达美国加利福尼亚州的圣路易斯奥比斯波,全长14150千米,装有419部海底增音机,可通138对电话。在这以前一年,还有一条更长的”COM-PAC”海底电话电缆已经开通,起点是澳大利亚的悉尼,途经新西兰的奥克兰、姿济的苏瓦和美国的夏威夷,最后到达加拿大的温哥华,总长度为15280千米。

沟通中日两国电信联系的“中日海缆”是1976年铺设,从我国的上海南汇到日本的熊本苓北町,全长850千米,能通电话480路。

海底通信电缆越来越多、越来越长了。1980年全世界正在运行中的海底同轴电缆系统就有26.467万千米,平均每年增长6800千米。原因很简单,海底电缆通信有不少优点:传输质量好,可靠性高,保密性强,延迟时间短,使用寿命长,维护工作量小,通信容量大,定点大通路通信成本低。

根据前几年的统计,英、美两国之间每年通话量约为2000万次,其中一半以上是通过海底电缆进行的。

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