载波通信与光纤通信技术

载波通信与光纤通信技术二战以后，军事有线通信技术取得了包括60年代产生的程控交换技术在内的一系列重大进步，其中比较突出的是载波通信与光纤通信技术。载波通信就是利用频率分割原理，在一对线路上同时传输多路电话的通信。其工作原理是：在发信端把各路电话信号分别对不同的载波频率进行调制，将各话路的频谱安排在各自不同的频位上。在接收端，则进行相反的解调过程，把位于不同频位的各话路还原为话音频谱，实现载波多路通信。载波通信除了传输电话信号外，还可以进行二次复用，即利用载波话路来传输电报、传真、数据等等。载波通信有效的利用了有线通信的线路，扩大了信道的容量，提高了传输的速度。在军事信息量不断增加、军事通信要求高效迅速的情况下，载波通信是一种极好的技术手段。载波通信技术产生于20世纪初期，电子管和滤波器发明以后，为实现载波电话通信创造了技术条件。同时，增音器和同轴电缆的发明又为载波通信的发展插上了翅膀。1918年，在美国的匹茨堡到巴尔的线路上开通了第一个载波电话通信系统，每对线通3路电话。到1938年，经过不断改进，可通12路电话。在两次世界大战中，由于战争条件的限制，各参战国（除美国外）的长途有线通信发展很慢。第二次世界大战结束初期，各国均建立了规模巨大的军用长途载波通信系统，通信容量从最初的每对线几路、十几路，发展到几十路、几百路。20世纪60年代初，载波通信设备进入了半导体化阶段。20世纪50年代初，单晶硅制备技术得到了突破性的发展， 60年代各种晶体管电子元件相继诞生。半导体晶体管的诞生是电子元件的第二次重大突破，它具有体积小、重量轻、耐震、寿命长、性能可靠、功耗低等电子管无法比拟的优点，有效地促进了电子技术的发展。载波通信的半导体化进一步促进了军事载波技术的发展。到70年代，随着半导体技术的进一步发展和同轴电缆材料与性能的提高，10800路载波电话系统在一些国家的军队中先后投入使用。光纤通信是以激光作载体，以光纤维做媒介来实行信息传输的一种新型通信方式。1960年美国科学家梅曼用红宝石制成了世界上第一台激光器，激光技术由此问世。其基本工作原理是，通过从外部对某些物质施加能量，使电子急剧增能，在外来光的激发下，以光子形式经过光学谐振腔的特殊装置，等到聚能放大而发射出来。激光具有很好的相干性、单色性和方向性，可在大气空间、宇宙空间、光波导、光导纤维以及海水中传输，故能作为信号载波应用于通信。由于激光的光束很细、方向性极好，人眼又看不见，因此用激光进行通信具有极好的保密性。不易被敌人截获和干扰，且不受热核辐射的影响。激光技术的产生，为光纤通信创造了技术条件。1955年，英国伦敦大学的卡佩奈在其博士论文中提出了纤维光学技术的基础理论。1970年，廷德尔首次表演了沿电解质管进行光的传输。光通信原

理的提出和对于光纤维的研究，激发了人们对利用光纤维进行通信的兴趣。但是要使它真正实现还要有赖于激光技术的成熟、光纤维的制备和光电调制技术。1970年，格拉斯研制成20db/km低衰减的纤维，这是光纤通信的一项重大突破。1971年，日本电星公司生产出一种具有分散折射指数的纤维。1976年，在美国芝加哥展示了试验性光波传输系统（利用玻璃光波导传送由超小型固体激光器和发光二极管发出的光脉冲信息）。 1977年，美国及其他国家的一些电话公司建立了实验性的光导纤维系统。80年代以后,光纤通信以逐渐渗透到陆、海、空乃至空间武器装备系统中，成为现代军事通信的重要手段。目前，世界各国军队纷纷以光纤代替原先的金属电缆，美空军后勤司令部已在所有空军基地建立了据称是迄今世界上同类网络中最大的光纤通信网络一一“军事基地光纤通信系统”。随着光纤通信技术的发展，光纤通信在现代军事通信中的应用将更加广泛。散射通信与卫星通信技术第二次世界大战以后，军事无线通信技术也获得了巨大发展，出现了散射通信、无线激光通信、红外通信、移动通信、卫星通信等新的通信形式。散射通信是利用空中传播煤质的不均匀性对电磁波的反射作用进行的超视距通信。大气层中的对流层、电离层和流星余迹等，都具有对入射的电磁波再向多方向辐射的特性。利用这些煤质将视距传播的电磁波传送到视距以外，即可进行远距离通信。对流层散射通信即用对流层对超短波或微波的反射作用来实施超视距通信。军用对流层散射通信有固定式和移动式。流星余迹通信则是利用流行穿过大气层高速运动造成的短暂电离痕迹对无线电波的反射或散射作用进行远距离瞬间通信。流星余迹通信传输受核爆炸及太阳耀斑的影响较小，电波反射的方向性强，隐蔽性好，信号不易被截获，适用于远距离小容量的军事通信。第一条对流层散射通信线路于1955年在美国建立，全长2600公里。中国于50年代中期开始研究，于60年代初研制出对流层散射通信设备。在军事通信中，由于散射通信比短波无线电通信稳定，并可多路传输，比起微波、超短波接力通信来可以不建或少建中间转接站，而且不受高山、海峡、海港等天然障碍地带和被敌占区阻隔的限制，所以在第二次世界大战以后许多国家都大力进行研究开发，用于军事战略通信和战术通信。20世纪60年代以后，随着激光技术与微电子技术的发展，军事无线通信中出现了大气激光通信和红外线通信。大气激光通信是利用大气空间作为激光信号的传输媒介来实现信息传递的。发信时，将传送的信号经信息终端、光调制器及激光器转换为激光信号，然后经光学发射天线将激光信号发射出去，通过大气空间传送到对方；收信时，光学接受天线将激光信号接受下来送至光检测器，转换成电信号到信息终端，信息终端再将电信

号转换为原来的话音或图像等信息。大气激光通信的优点是通信容量大，不受电磁干扰，保密性强，设备轻便。但通信距离较近，可靠性较差，且需要比较精密的设备，所以在军事通信中一般最为辅助通信手段，用于边防哨所、海岛之间以及跨越江河峡谷等近距离定点通信。红外线通信则是利用红外线传输信息的一种光通信方式，红外线是一种能在大气空间作直线传输但不能为人眼所觉察的电磁波。红外线通信的优点是：红外线沿一条直线传播，方向性强，不易被敌发现，保密性好，不受天电和其他电磁波的影响，抗干扰性能强，设备简单，造价低廉。主要缺点是受地形、天候和烟尘等影响较大，并且只能在直视距离以内使用，在军事上大多用于战术通信。二战以后，军事无线通信技术取得的最大成果是军事卫星通信技术的产生和发展。1945年，美国的克拉克提出了用卫星进行通信的设想。 1946年，曾有人用雷达向月球发射微波信号，结果准确的收到了从月面反射的回波，从理论上证明了利用卫星进行无线电通信的可行性。 1957年，苏联第一课人造地球卫星发射成功，为卫星通信技术的产生和发展铺平了道路。1958年，美国发射了世界上第一个试验性的有源通信卫星。 1960年，美国的皮尔斯等人首次实现了用人造地球卫星Echo-I作无线电反射器，Echo-I是一颗无源通信卫星，靠反射电波来完成通信。由于入射波的能量得不到补充，反而消耗在卫星到地球的路程中，所以地面接收到的信号是很微弱的，只有经过放大才能达到有效通信。经过两年的努力，到 1962年利用Echo-I进行北美与欧洲的通信获得了成功。1962年，美国发射了第一个有源通信卫星Telstar。有源通信卫星装有接收机和发射机，可接收和发送信号。通过Telstar通信卫星实现了横跨大西洋的电视和电话传输。卫星通信技术产生以后，立即便用于军事目的。20世纪60年代初，美国军方委托伍德里奇公司研制出“国防通信卫星”并投入使用，成为为美国国防部各部门提供通信线路和直接支援全球军事通信与指挥的系统。1971年至1989年底，美国又发射了16颗更为先进的“国防通信卫星III”。与此同时，美国还发展了各军兵种使用的通信卫星。1978年至80年代末期，美国发射了8颗由TRW公司研制的舰队通信卫星。该系统由美国海军负责管理，约800艘舰船、100艘潜艇和空军的数百架飞机和一些地面终端使用。1976年，美国开始部署空军通信卫星系统，1979年投入使用，1981年开始全面工作，系统连接包括预警机、侦察机、 战略轰炸机、洲际导弹指挥所在内的地面和机上终端。90年代以后，美国还研制和发射了具有较强抗核加固的抗干扰能力，能保证和战争条件下通信顺畅的新一代军用通信卫星战略战术和中继卫星（MILSTAR）。除了美国之外，其他国家和国际军事组织也大力发展军事卫星通信技术。北约组织于70年代初发射了3颗“纳托”通信卫星；法国于1984年和1985年分别把“电信-1A”、“电信-2B”发射到地球同步轨道；英国于1969年、1970年、1974年和1988年分别发

射了“天网-1”、“天网-2”、“天网-4”军用通信卫星；苏军于1965年发射了“闪电-1”、军事通信卫星74颗，70年代后又发射了改进的“闪电-2”、“闪电-3”卫星近50颗；中国于60年代发射“东方红”地球卫星后，也发展了军事卫星通信。利用人造地球卫星进行军事通信具有通信距离远、传输容量大、可靠性高、灵活性强和造价便宜等优点，成为当代军事通信的理想形式。第二次世界大战以后，在军用无线电通信技术方面，还发展了自动转接的移动通信技术。移动通信即通信双方或一方处于运动状态中，以移动电台通过固定通信台转接进行的通信联络。用于移动通信的主要设备是各种便携式、车载式、船载式的超短波电台和短波电台。通过地面无线电设备与有线电话交换中心连接，移动电话还可与近距离或远距离的有线电话通信。人们早就希望有一种便携的能“自由”通话的工具。 20世纪30年代出现了体积小、重量轻的电子管步谈机，采用单工无线电话的工作方式。尽管步话机技术后来有了发展，但由于发射功率小，传输的距离近，而且采用单工方式，送花的同时不能听话，使用不够方便。 60年代以后，随着微电子技术和程控交换技术的发展，小型的电台能发射较大功率的信号，固定通信台站可以通过程控交换机接转覆盖区内的任何一个用户。于是移动通信技术迅速地发展起来。移动通信机动灵活，方便迅速，便于军队在机动中及时实施作战指挥，使海陆空军各部队在复杂情况下能够密切配合协同作战，对保障现代条件下的作战具有重要作用。野战电台的技术发展军用野战电台作为军事通信中特有的通信设备在第二次世界大战以后得到了迅速发展。20世纪50年代，军用野战电台的单边带技术得到了普遍的应用和发展。所谓单边带通信就是发送和接受调幅信号的两个边带中的一个边带信号的无线电通信。单边带电台在传送话音信号时，话音信号和频率合成器产生的高稳定度的低载频信号，加载到发信机的高频信号上，经调制器的作用，产生上下两个载频，再经滤波器把某一边带滤掉，只让另一边带的信号加载到较高的工作频率上，并加以放大，送至天线发射出去。收信机将天线接收射频单边带信号搬回到较低的频率上，并加以放大，送人单边带解调器，在解调器中加入低载频信号，将原话音信号还原出来。单边带技术于1915年发明，1923年进行了横跨大西洋的通信试验，1933年以后为大多数远洋通信所采用。1954年，单边带电台在军用无线电通信系统中迅速发展，取代了普通的调幅电台。50年代，大多数国家特别是发达国家普遍使用了单边带战术电台，美军使用的单边带无线电台既有台式的，也有车载的，可通16路报、2路话、1路传真，功率为10千瓦。20世纪60年代以后，随着半导体技术的产生和发展，军用野战电台由晶体管代替了电子管，并在70年代以后大量采用集成电路和大规模集成电

路。军用野战电台向晶体管小型化发展，进一步缩小体积，减轻重量，提高了通信容量和可靠性。美军在50年代营连装备的电台是电子管式的AN/PRC-1型，60年代初装备了除末级外均为晶体管的AN/PRC-25型电台，60年代末装备了全晶体管的AN/PRC-77型电台，70年代装备了微模组件式的AN/PRC-99型电台。经过更新换代，电台的信道数不断增加，信道间隔进一步缩短，通信距离得到扩展，重量随之减轻，集成化程度提高。美军在80年代初期研制成的产品集成化程度已达20%〜40%，到80年代后期达到90%以上，发射功率在20千瓦量级，重量在4公斤左右，可靠性比同类电台提高10倍。在采用晶体管、集成电路、大规模集成电路的同时， 60〜70年代的军用野战电台实现了多波段、多工种、多用途，以便于各兵种配合作战，减少机种，实现一机多用。80年代以后，各国军队野战电台的发展出现了两大趋势。一是由模拟制向模数兼容和全数字化过渡，运用了数字计算和数字处理技术。将数字技术引进通信设备是80年代军事通信技术出现的新动向。性能良好的数字电路逐步取代了传统的模拟电路，大量涌现的数字器件（数字混频器、数字频率合成器、数字滤波器、数字振荡器等）用于军事通信设备。一些发达国家在野战电台中逐步采用了微处理器。它是由一片或若干片大规模集成电路组成，包括技术逻辑部件、指令处理部件以及控制存储或运算的控制器，具有运算和控制功能。在数字处理技术和 微型计算机技术发展的基础上，野战电台的保密技术也得到了发展，特别是采用信号压缩技术和数字加密技术，使无线通信信号被截获和破译的概率大大缩小。采用信号压缩技术发出的信号极其短暂，使人难以截获，即使截获了也难以破译。而数字保密技术可以把密钥数做的很大，使人难以破译。二是采用跳频技术等抗干扰技术。跳频技术就是收发双发电台的工作频率，按预定的顺序在一定的频率范围内作同步快速跳变。早期的无线电操作员采用一个时间表来使用工作频率，而跳频系列则是使用一个码序来决定在某一特定的时间应使用什么频率，工作频率每秒钟可跳变数十次、数百次或更多，跳变的频率范围可宽达数十兆赫。采用这种方式发射的信号，不易被敌方干扰，它是在军事通信中抗干扰的主要措施。德国于1981年研制出CHX200机动式和固定式高频跳频电台系统，1983年研制出SEM172甚高频跳频电台；美国于1982年研制出背负式AN/PRC-117型中频跳频电台；瑞典于1985年研制出甚高频跳频电台；英国也在80年代研制出150系列高频跳频电台，供本国和比利时等许多国家的军队装备。这些跳频电台大多数由微机进行控制，能自动搜索信道，自动变频，抗干扰和保密性能十分良好。编辑本段冷兵器时代技术

冷兵器时代是指使用石兵器、铜兵器和铁兵器直到出现火器以前的漫长历史时期。早在石器时代，人类就学会了制造石刀、石斧和弓箭，作为狩猎和原始农业生产的工具。早期氏族战争使用的器具就是这些简单的生产工具。到原始社会晚期，兵器才逐渐从狩猎和农业生产工具中分离出来。冶金技术的出现使兵器发生了革命性变化，石兵器逐渐被铜铁兵器所代替，产生了金属刀、剑、矛矢等兵器。由于中国冶金技术出现较早，发展较快，春秋战国时期（公元前770〜前221），金属兵器制造已处于世界的先进地位。进攻武器的发展，导致相应的防护器具如盔、甲、胄、盾的出现。 筑城、设障等技术也发展起来。中国的万里长城，就是闻名于古今中外的军事筑城。冷兵器可分为手持兵器（刀、矛、剑等）和投射兵器（弓、箭、弩和抛石机等），其作用是对人的手臂的直接延长或增强，靠人的体力操作。这就决定了当时的作战方式只能是集团布阵，短兵相接，以摇旗、鸣金、击鼓、举火等视听信号进行指挥。古代战车曾在战争中起过重要作用。中国夏初（约公元前 21世纪,一说公元前22世纪）至春秋（公元前770〜前475）时期,就以车战为主、车步结合的形式进行战斗。战国时期（公元前475〜前221），车战逐渐为步战所代替，中国北方游牧民族则以骑战为主。汉代（公元前206〜公元220）,步、骑兵成为陆战的基本兵力。马鞍、马镫的发明和马甲的采用，提高了骑兵的作战能力。随着造船技术的进步，原始的独木舟发展为木板桨船并逐步用于军事，分化出专用于水战的战船。中国春秋战国时期，战船有了适应战斗需要的型制。秦汉时期（公元前221〜公元220），产生了以楼船为代表的大型风帆战船。唐朝（618〜907），又发明了车轮船（见中国古代战船）。在冷兵器时代，由于生产水平低下，科学技术发展缓慢，军事技术的发展也较慢。编辑本段火器时代的技术火器时代可分为古代火器和近代火器两个时期。古代火器时期（火器出现至产业革命）火药的发明及火器的出现至迟在公元808年以前，中国炼丹家就发明了火药。10世纪初，中国唐朝末年开始将火药用于军事，标志着军事技术进入了利用化学能的新时代。宋代（960〜1279）,出现了燃烧性火器、爆炸性火器和管形火器，还发明了利用火药燃烧喷气推进的火箭。管形火器的发明，是火器史上的