电磁波的问题和解决方法,电磁波的发现过程( 三 )


电磁波的问题和解决方法,电磁波的发现过程

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好了 , 两位主角都介绍完了 , “夺嫡之战”正式开始 。为了获得通讯领域的大好江山 , 微波王子和光纤通讯王子 , 带着各自的拥趸磨刀霍霍 , 试图进行一场龙争虎斗 , 拼个你死我活 , 决出一个胜者当这里的王 。这时科学家们坐不住了 , 纷纷出来“劝架” 。
电磁波的问题和解决方法,电磁波的发现过程

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科学家们开始给他们分析:你们一个短距离很好用 , 但是长距离就不行 , 就好比坐汽车 , 拉的东西少、速度慢 , 但是可以在城里随便跑(微波);另一个长距离很稳定但是需要线路 , 就好比火车 , 拉的东西多、速度快但是你得有铁轨 , 没有铁轨跑不了(光纤通信) 。
不如你们取长补短 , 共坐江山 。在传输信号的时候用光纤 , 又快又稳 , 等到了目的地城市 , 就用微波 , 随意去哪儿都可以 。
这就好比春节你回家 , 先坐汽车到火车站(微波调制) , 然后坐火车到你们那个城市(光纤传输) , 最后再坐汽车到你家里(微波解调) , 解决方式简直完美 。具体怎么实现两者的结合呢 , 这就是微波光子技术了 。
电磁波的问题和解决方法,电磁波的发现过程

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典型的微波光子传输链路
微波光子技术:微波与光纤的取长补短
上图是一个基本的微波光子传输链路 。这个过程主要包括电光调制 , 光纤传输和光电解调 。电光调制主要是利用调制器将携带信息的微波信号加载到光载波上 , 实现微波信号到光信号的转换;光纤传输包含长距离和短距离传输;光电解调实质上可以认为是电光调制的逆过程 , 即利用光电探测器将携有信息的微波号从光载上解调下来 。
微波光子技术就像人骑马这个过程 , 微波是这个人 , 光纤通信是那个马 。微波光子技术就是将微波(人)调制(骑)到通信光波(马)上 , 经过光纤传输一段距离之后 , 再解调(人下马) , 最后提取微波信号(回家) 。
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通过微波光子技术 , 我们终于很好的把微波技术和光纤通信技术结合起来 , 取长补短实现了最优的通讯手段 。
众所周知 , 随着互联网的迅速发展;尤其是近几年移动互联网的冲击 , 人们对通信速率的要求越来越高 。目前有线/无线通信网络 , 数据传输主要使用的是低频段的电磁波 , 即频率在百兆赫兹(108HZ)到千兆赫兹(109HZ)之间 , 其频谱带宽非常有限 , 频谱资源也日益紧缺 。而近二十年来 , 人们对通信速率的需求增长极快 , 无论是有线通信还是无线通信 , 几乎每五年都会增长10倍左右 , 因此超高速、大带宽传送网络发展是必然趋势 。
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高速通信的需求变化
超高速就好比 , 坐高铁肯定比坐火车爽;大带宽就比如 , 家里人多了自然是要换个大房子 , 所以超高速、大带宽实际上反映了我们日益增长的物质文化需求 。而微波光子学研究的课题 , 就恰好解决了人们这个需求 。

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