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远古时代的光通信

周幽王烽火戏诸侯——古老光通信
古老光通信-周幽王烽火戏诸侯

什么叫光通信?

        光通信是利用光波作为载体来传递信息的通信。广义地说,用光传递信息并不是什么新鲜事。早在公元前2000多年前,我们的祖先就在都城和边境堆起一些高高的土丘,遇到敌人入侵,就在这些土丘上燃起烟火传递受到入侵的信息,各地诸侯看见烟火就立刻领兵来救援,这种土丘叫作烽火台,如图1.1.1a所示,它就是一种古老的光通信设备。其中“千金买笑”即“周幽王烽火戏诸侯”的故事流传甚广(见图1.1.1b),昏君周幽王为了让自己的爱妃褒姒开怀一笑,答应“谁要能叫娘娘一笑,就赏他一千斤金子”(当时把铜叫金子),于是有人想出了一个点起烽火戏诸侯的办法,想换取娘娘一笑。一天傍晚, 周幽王带着爱妃褒姒登上城楼,命令四下点起烽火。临近的诸侯看到了烽火,以为西戎(当时西方的一个部族)来犯,便领兵赶到城下救援, 但见灯火辉煌,鼓乐喧天。一打听才知是周幽王为了取乐于娘娘而干的荒唐事儿,各诸侯敢怒不敢言,只好气愤地收兵回营。褒姒见状,果然淡然一笑。但事隔不久,西戎果真来犯,城楼上虽然点起了烽火,却无援兵赶到,原来各诸侯以为周幽王又是故伎重演。结果都城被西戎攻 下,周幽王也被杀死了,从此西周灭亡了。
荷马史诗《伊利亚特》中也提到了烽火通信。另外,夜间的信号灯、水面上的航标灯也是古老光通信的实例。
信号灯通信——自古到今使用
信号灯通信
        可见光信号灯是人类自公元前2000年以来一直采用的夜间信号装置,到今天也不例外。图1.1.2是夜间用信号灯与相邻舰船通信的情景。信号灯操作员一手掌握信号灯的照射方向,另一只手频繁地搬动把手, 使信号灯前面的遮光百叶窗按照信号规则展开和关闭,从而发送简短信息。这是几乎每一个水手都要学习的技能之一。
        航标灯通信——船舶导航指引人类需要善于实践的人,也需要梦想者。——居里夫人(M.Curie) 航标灯是安装在某些航标上的交通灯,在夜间发出规定的灯光颜色和闪光频率(频率可以为0),达到规定的照射角度和能见距,对夜行
的船舶进行指引。
        航标灯有固定灯标、漂浮灯标、船用灯标和灯塔4种。固定灯标、漂浮灯标、船用灯标是作导航和警告用的信标。灯塔在海上昼夜发出可识别信号,供船舶测定位置和向船舶提供危险警告,如图1.1.3所示。航标灯多使用蓄电池作电源,小型灯塔已采用太阳能电池,大型灯塔则采用柴油发电机组作为主电源。
        灯光通信是使用灯光通信器材进行的视觉信号通信,通常用灯光的颜色、长短闪光来表示字母、数码、勤务用语信号和某种特定意义的内容,用于保障夜间作战指挥、协同动作、标志位置、识别敌我等。常用的器材主要是各种信号灯,近代也可利用手电筒。
 古代灯塔
        船舶在夜间航行时,除了航行灯,还应安装各种信号灯,以便对外联系,供本船发生火灾、失去控制或载有易燃危险货物时使用。信号灯全都为360°环照,安装在雷达桅两侧或独立的信号灯杆两侧,有白光、红光和绿光,用于表示船舶的作业状态。
        船舶夜航时开启桅灯、尾灯及舷灯;有拖带时,开启两盏桅灯、尾灯及舷灯。锚泊时,关闭航行灯而开启锚灯;搁浅时,在开启锚灯同时再开启两盏红信号灯。船舶失控时,夜间开启航行灯并同时开启两盏红信号灯。拖网渔船作业时,夜间除开启航行灯外还开启一白一绿信号 灯。通信闪光灯又称莫尔斯信号灯,由人工操作,按莫尔斯电报码信号发出白光,供近距离通信联络用。在现代作战条件下,许多情况不允许使用可见光信号标志本舰位置或进行通信,因为现代传感器灵敏度较高,可见光信号很可能在较远距离就被敌方观察到。因此,现在各国舰艇都装备有夜间红外信号灯,以便用于夜间航行相遇和编队联络。铁路系统也使用信号灯,用灯光颜色、形状、位置和状态等进行通信联络。
        南海航线是全球最重要的海上贸易通道之一,但主要航线附近岛礁滩多,暗沙也多,且其位置和水深、水文缺乏准确的资料记录,加之航路附近有许多通航障碍物,这些都需要通过设置航行安全保障设施,对船舶进行导航指示。近年来,我国在南海建立了5座灯塔,除为船舶进行导航指示外,还可以帮助船舶在航行过程中进行有效定位和航路指 引,对于降低船舶溢油污染概率,进而有效保护南海海洋生态环境将起到重要的支持保障作用。
南海渚碧灯塔
南海渚碧灯塔
茫茫南海,深深夜色,闪闪发光的灯塔,是中国对主权的宣示,更是履行国际责任和义务的体现。