让光纤通讯梦想成为现实

2009-11-29 23:37:09来源: 新民晚报

  《潮平岸阔———高锟自述》(四川文艺出版社出版)除了让读者一览这位出生于上海的2009年诺贝尔物理学奖得主闯荡世界科技文明、周游列国的广阔人生之外,还与读者分享他对人、对世界的开阔视野。“潮平岸阔”既可以用来形容今天的宽频传送,又是这位“光纤之父”生命形态的最佳写照。本版摘录其中探索光纤并成功突破部分的内容。

    “世事的起伏本来是波浪式的,人们要是能够趁着高潮一往直前,一定可以功成名就;要是不能把握时机,就要终身蹭蹬,一事无成。”这是莎士比亚名剧《裘力斯·恺撒》里的名句,在中学里读莎剧时,我一直牢牢地记住。这段话的意思很明显,就是:“掌握时机是成就事业的关键”。从另一方面说,要等到各种时机成熟,新的转机才会水到渠成。

  我在电讯事业冒起之际投身这个行业,社会上对传送大量讯息,甚至活动影像的需求日渐迫切,这可就是推动我向前发展的浪潮?

  对改善微波点到点传送系统的缓慢步伐和所面对的限制,开始感到不耐烦

  1960年我加入标准电话与电报公司旗下的标准电讯研究实验所时,各研究机构已经注意到公众对改善通讯设施有强烈的需求。我在实验所的主要工作,正是提高现有通讯设备的功能,重点是研究和发展一套利用毫米波长的微波传送通讯系统。对我来说,这无疑是我一展所长的大好时机。

  在“标准”工作的两三年间,我全情投入开发新一代的电讯设备,我们的目标,是将通讯设备的资讯传送能力提高百分之五十。做法很简单,将原本为4吉赫(GHz)的电波频率改为6吉赫便可以。这只是将原有的系统重新设计,把波导零件由4吉赫调校至6吉赫而已,但毫米波长系统由此向前迈进了一大步。首先,载波装置的频率须为35吉赫,其后更调高至70吉赫或以上。换言之,载波能力提升了十倍。其中的难度十分大,因为在这高频率下,电波容易被大气吸收,不能传得很远。因此,电波须由波导管传导。为了减少传送衰减,波导管须用铜线围着一支空心的圆轴缠绕,然后包上环氧树脂将铜线固定,再抽出圆轴,做成一段空心管。一段一段的波导管接合,成为一直线波导系统,称为环形波导系统,或长程波导系统。这样,电波就可以长途传送而衰减度极低。

  环形波导系统的发展,正值电讯经营尚在独家专断的阶段,电话公司操纵着电讯网络、服务供应商和设备供应商,因此,环形波导系统在财政上完全在经营者的操控之内。但自从反托拉斯法实施,尤其是在其他更优良的通讯体系开发之后,市场上的互相竞争令国民的生活水平得以提升,但生活成本则有所下降。光纤通讯和新的科技从基本上改变了经济的基础。

  在“标准电话与电报”,本着初生之犊的冲劲,对产品开发也已掌握实际的经验,我对改善微波点到点传送系统的缓慢步伐和所面对的限制,开始感到不耐烦。过了三年,我相信已完全了解当时的技术,是时候转变一下工作环境了。

  我按报上的招聘启事申请密兰斯一家学院的讲师职位。与学院电机系主任面见过后,我收到学院寄来的聘书。我和美芸动身北上,视察一下当地的居住环境。我们在一个幽雅的新住宅区看过一些独立的小平房,很是喜欢,在经纪的怂恿下,下了二十五镑的订金。现在这自然是个小数目,当时却是我们财产的可观部分。从这次周末探奇回来,我便根据一个月通知期的规定,向标准电话与电报递交辞职信。

  想不到这封信却引起颇大的反应。我的上司把我叫到办公室,说公司不想我辞职。标准电讯研究实验所总监金博士力言,我应该从事研究而不是学术工作,还说我可以加入“标准”位于夏洛的实验所的光通讯研究计划。随激光在1959年发现,光通讯研究也带上工作日程,一种带频无限的通讯网络可望为世界带来通讯的革命。金博士特别提出,这项研究由杰出科学家亚历·里夫斯主持,他在1936年发明用于数码通讯的脉冲编码调制(PCM)系统。

  激光若能成为新的讯息载体,讯息容量比点到点微波传送系统提高达一百万倍

  “标准”提出的反建议顿时令我进退维谷,最担心的还是不晓得怎样取回那二十五镑订金。而且,现在才拒绝学院的教席,一定令校方很不高兴。“标准”为表明把我争取回来的决心,还派遣一名律师替我索回订金和取消买卖合约,更与我的新雇主安排我退职手续,并愿意赔偿他们在我身上所花的开支。“标准”甚至答应给美芸也安排一份工作。这些建议实在难以拒绝,于是,我又要找房子,这次,在另一个城镇。

  夏洛是一个新市镇,1960年我们迁进夏洛的时候,那仍是个光鲜整洁的小镇,镇中心是个交通并不繁忙的购物区。在此之前,我和美芸一直住在大都市,处身郊区的清新空气和空旷的田野,我们的生活习惯也随之转变。我们租住了一间由镇议会提供的小屋,左右都是同类的房舍,也都在翠绿丛中,黑莓丛和野榛子构成了天然篱笆的一部分。

  我最初获安插在卡博维克博士的长程波导管小组,上班的第一天,他让我看实在的环形波导管。把波导管拿在手里,感觉很兴奋,这无疑是工程技术的杰作。卡博维克博士建议我研究微波和光学传讯的新方法,他说科研界对光束光学及其与波导理论之间的关系仍未有透彻了解,我应该深入探讨,从而解决波导的问题。巨型波导管中波的传导,可以用波理论和光束光学理论来解释。这是一个好开始。

  不久,我的上司提议我一边在实验所工作,一边读个博士学位。伦敦大学大学学院的巴洛教授是微波研究的先锋,后来亲自督导这方面的研究。我定的课题是“类光学波导”,目的是深入了解在封闭及开放式波导系统中自由空间传播及波导传播的现象。在封闭式波导系统中,讯息波在一个密封的金属罩中传导,而在开放式波导系统中,讯息波由电介质传导,因此电磁场不受金属管道限制。有关的研究,以类光学方式通过一个右弯的特大长方形波导管模型进行,让我有充裕的空间探索微波和光波在通讯中的功用。

  1960年,电讯业风雨欲来。以35吉赫环形波导管为基础的长程传送系统已发展成熟。电讯公司已投入大量资金,并准备投入更多资金,将系统推向准生产阶段。频宽扩展令主要的电讯公司矢言提供更佳的电话通讯系统,并计划引入视像电话服务。美国电话与电报(AT&T)在20世纪60年代率先推出试验系统,令其他先进国家为之侧目。

  与此同时,自激光于1959年发明后,电讯业雄心勃勃,相信光通讯很快便可实现。激光若能成为新的讯息载体,讯息容量比点到点微波传送系统提高达一百万倍。光通讯大有与环形导波系统争一日长短之势,但环形导波系统当时仍处于绝对上风。

关键字:光纤通讯  通讯  梦想  成为

编辑:冀凯 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/wltx/2009/1129/article_202.html
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