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什麽是載波電話和“水下龍”?

到了20世紀30年代,電話用戶的數量越來越多,這給人們提出了壹個新的問題:如何增加現有通信線路傳輸電話的容量。

打電話時,人對著麥克風說話,聲波使振動板振動,把碳砂壓得又緊又松,電阻波動很大,電流也隨之波動,使麥克風把發出的聲音變成電信號,傳到遠處,從而完成了“聲變”的任務。

接收器由振動板、電磁鐵和永久磁鐵組成。語音電流是沿著導線傳輸的,電流時大時小,導致磁性時強時弱。振動板也做出相應的機械振動,將語音電流還原為聲音,語音電流由“電”變為“聲”,供用戶聽到。

剛開始壹對線路只能打壹個電話,壹個人占用線路,其他人要等,不然互相幹擾,誰也聽不清楚。

為了降低長途通話費用,提高線路利用率,能否做到壹線多用,互不幹擾?

載波技術可以解決這個問題。

普通電話直接向對方傳輸音頻信號,整個傳輸過程中頻率保持不變,而相同頻段的信號在同壹線路上傳輸會造成嚴重幹擾。

載波電話用調制器調制來自各種通道的音頻信號的不同高頻電流,以承載語音,然後通過線路傳輸。在到達接收端之後,載波被濾波器分離,並被解調器解調以恢復原始音頻。因為載波的頻率範圍(頻段)不同,電話信號雖然混在線路上,但在線路兩端是“截然不同”的,互不幹擾。

這樣在線路兩端安裝載波電話設備,壹對架空明線可以同時傳輸多部載波電話,多達十幾到20路。

架空明線雖然施工方便,衰減小,但線對數量和傳輸頻率有限,易受外界損壞和影響。電纜通常由幾根絕緣線以某種方式纏繞而成。電線被放在壹個封閉的護套中,如果有必要,它們被壹個保護套覆蓋。它所容納的線對數量和通信容量都比明線大得多。

同軸電纜也出現在電纜的發展中,同軸電纜的采用是壹個非常重要的進步。

同軸電纜具有特殊的形狀,由外導體、內導體和絕緣墊片組成。外導體是薄壁的銅管,內導體是用來傳輸電信號的金屬線。內導體用絕緣墊片固定在外導體的中心,它們之間的空氣是主要的絕緣體。

由於內導體完全被外導體包圍,外導體屏蔽效果極佳,可以避免輻射損耗和外界幹擾,同時可以傳輸高頻電信號,大大增加了傳輸路徑的數量,提高了傳輸質量。利用中小同軸電纜可以傳輸幾百、幾千甚至幾萬部載波電話。

10年前貝爾發明電話之前,大西洋的第壹條海底電纜已經鋪設成功。當時這條海底電纜是用來傳送電報的,所以頻率很低。貝爾發明電話後,人們很自然地想到:電話也可以通過海底電纜傳輸嗎?

起初用馬來酸膠絕緣的單芯或雙芯電報電纜傳輸電話信息,但傳輸過程中電流損耗太大,達不到要求。改用紙帶絕緣後,損耗降低,但傳輸距離只能達到幾十公裏。有了載波技術,有了同軸電纜,有了介電損耗小的聚乙烯作為填充物,特別是有了可以接收、放大、重發衰減電信號的密封海底中繼器,有了可以使電信號長距離傳輸而不失真的均衡器,鋪設海底電話電纜的設想逐漸成為現實。

1950在美國佛羅裏達州基韋斯特和古巴哈瓦那之間鋪設了壹條海底電纜。這個系統可以承載24部電話。同時,英法之間建成了海底電纜,實現了48條電話線路。

正是在這些做法的基礎上,1955年,第壹條跨洋海底電纜從加拿大紐芬蘭的克拉倫維爾鋪設到英國蘇格蘭的奧丁,可提供36個頻道,並於次年投入使用,比第壹條大西洋海底電報電纜晚了90年。也可以看出,電話技術比電報技術復雜很多倍。

第壹條大西洋海底電話電纜是英國、美國和加拿大合作的產物。三年後,美法西德合作打下第二條。1963年,英美聯合鋪設了壹條大西洋海底電話電纜,每隔33公裏設置壹個中繼器,可同時傳輸128部電話。

在浩瀚的太平洋上,壹條名為“TPC”的海底電話電纜於1964年7月投入使用。它從日本的尼奧宮出發,經過關島、鹿兒島、中途島和夏威夷,到達美國加利福尼亞州的聖路易斯奧比波。它長14150公裏,配備了419個海底中繼器。在此之前壹年,壹條更長的“COM—PAC”海底電話電纜開通,從澳大利亞悉尼出發,經新西蘭奧克蘭、斐濟蘇瓦、夏威夷,最後到達加拿大溫哥華,全長15280公裏。

連接中國和日本的“中日海纜”鋪設於1976,全長850公裏,480條電話線,從中國上海南匯至日本熊本-北海道。

海底通信電纜越來越多,越來越長。1980年,全球運營海底同軸電纜系統264670公裏,近20年年均增長6800公裏。原因很簡單。海底電纜通信具有傳輸質量好、可靠性高、保密性強、延遲時間短、使用壽命長、維護工作量小、通信容量大、定點大路通信成本低等諸多優點。

根據前幾年的統計,英美兩國每年通話次數約為2000萬次,其中壹半以上是通過海底電纜進行的。