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    5、at&t被拆分


    美國有個反壟斷法案,是1890年由參議院謝爾曼提出的,所以又叫謝爾曼法,後來又有了許多補充。[..info超多好看小說]當時,美國的鋼鐵公司和石油公司形成了很多托拉斯,他們操縱價格,危害消費者的利益。1911年,洛克菲勒石油公司被肢解成34個小公司,重新形成競爭。


    在電信領域,美國也形成了一家電話公司獨大的結果,那就是美國電報電話公司。他們以長途電話服務為主,外加它的一群子公司,為各地提供本地電話服務。為了和眾多的其它本地電話商進行競爭,美國電報電話公司提高了長途電話的費用,並補貼本地電話子公司,這樣形成了非常穩定的壟斷,結果就是消費者需要付出昂貴的長途電話費用。


    在微波通訊技術成熟以後,隻被某些大公司采用建立了內部通訊網絡,卻並沒有商業化為大眾提供服務。當時美國有個叫約翰?高肯的人,他首先在芝加哥和密蘇裏州的聖路易斯之間建立了微波鏈路,為長途卡車司機提供無線長途通訊服務。他辦了公司,就叫微波通訊集團,一方麵準備開拓計算機數據通訊市場,一方麵則向美國通訊委員會提交了申請,請求可以參與通訊服務業。約翰找到了一個投資家比爾?麥高文,兩人一拍即合。比爾更是技高一籌,他提出了要建立全國性的微波通訊網絡,來取代美國電報電話公司的古老的同軸電纜。他認為,除了尋找投資之外,最大的任務就是取得政府的支持來和美國電報電話公司競爭。後者當然不想看到一個競爭者出現,就極力勸說聯邦通訊委員會,試圖使之相信這些“業餘的”愛好者不應該把他們的製造設備接入電話網絡中。不過,經過多次聽證會之後,聯邦委員會通過了許可,準許微波通訊集團進入電話服務業。


    不過,麥高文他們還麵臨一個重要問題,那就是,他們建成了長途微波通訊網,但是如何讓用戶們來到他們的通訊站呢?一個非常好的辦法就是讓用戶們通過貝爾電話公司的本地服務接入微波通訊站,然後在目的地,再通過本地的貝爾電話網找到接電話的人。微波通訊網就是這樣提供了比美國電報電話公司更便宜的服務,造成了強大的競爭壓力。貝爾公司於是取消了對微波通訊集團的接入服務。麥高文早有準備,他雇用了大量的律師,向法院控告貝爾公司濫用壟斷權利,向聯邦通訊委員會控告貝爾公司不提供服務。聯邦通訊委員會首先強令貝爾公司群必須向微波通訊集團提供接入服務,但是貝爾公司及母公司美國電報電話公司不服,向法院控告聯邦通訊委員會,後來被駁回,隻好向競爭對手開方了市場。1980年,芝加哥法院命令美國電報電話公司向微波通訊集團賠償18億美元的損失。


    經過麥高文的充分活動,美國的政府和眾多議員意識到,美國電報電話公司進行著不道德的壟斷行為,打壓對手,進而,他們通過了肢解美國電報電話公司的法案。之後,美國的長途電話業務因為出現了競爭而實現了降價,而且運營商使用了更先進更便宜的技術,降低了成本,為國家節省了投入。美國成為了通訊技術飛速發展的國家。在21世紀的今天,國際長途電話如果用ip電話卡,費用隻需要每分鍾幾美分。這一切都源自反壟斷法案,來自美國電報電話公司的拆分,來自微波通訊集團的不懈努力。[..info超多好看小說]


    6、激光光纖通訊


    後來人們把目光投向了頻率非常高的一種電磁波,那就是“光”。19世紀,英國科學家麥克斯韋證明了電磁波的速度和光速一樣,都是每秒鍾30萬公裏,他設想光很可能就是一種電磁波。他的設想後來得到了證實,光是一種頻率高達1014赫茲的電磁波,可見光的頻段就有這麽多,另外還有不可見光。任何可以讓光通過的媒質都可以讓這些頻段的電磁信號通過,也就可以允許人們使用這麽多帶寬。


    光通訊需要光源,和同軸電纜相似的光纜,還有接收端要有把光轉換成電的設備。最初,醫學上使用了一種光導纖維,可以把光導入病人的腸胃,並把反射光導出。這樣,醫生就可以看到病人胃部的情況。不過,這種光纖的損耗特別大,沒有幾米遠,光信號就幾乎沒有了。就在人們失去信心的時候,1966年,英國華人科學家高錕提出,這種損耗其實是雜質造成的,隻要努力提純,玻璃可以幾乎無損地讓光通過。美國紐約州的高寧玻璃公司原來是製造玻璃器皿的公司,後來又拓展到生產任何和玻璃有關的電子元件,比如真空管,進入了電子產業。當通訊光纖的需求出現以後,公司利用強大的化工、材料方麵的研發能力進行了實驗,終於在1970年把玻璃的損耗降低到了20db/公裏,就是每公裏損失99%。雖然損耗貌似很大,但是這個成績已經使得光纖的帶寬在同樣距離上超過了同軸電纜,讓人們重新看到了希望。


    作為光源的激光器,則在光纖誕生之前就出現了。不過,真正實用的半導體激光器也是在1970年誕生的。激光的原理最初是愛因斯坦提出來的,是為了解釋普朗克的黑體輻射公式。普朗克的公式裏有一些物理學的常數,但是該公式很難讓人理解那些常數出現的意義。愛因斯坦提出,任何物體發射光,或者電磁波,都有能量的變化參與在過程中。當物體的原子,或者分子在不穩定的高能級時,會有一定的可能躍遷到低能級,同時輻射出光,這個過程叫自發輻射。而如果在高能級時,有一個光子從原子旁邊經過,則可能激發該原子的躍遷,這叫受激輻射。激發該輻射的光子的能量如果和原子兩個能級之差很接近,則受激輻射的可能性就很大。當然,低能級的原子也可能把同樣的光子吸收,這叫受激吸收。普朗克公式裏的那些物理常數正是自發輻射係數和受激輻射係數。


    愛因斯坦指出,如果高能台的原子數量能夠超過低能級的原子數量,則這些原子一起受激輻射,就可以發出頻率幾乎一樣的光。這樣的光是一種非常純的單色光,會有很多用途。1960年,科學家梅曼在美國邁阿密製成了轟動世界的紅寶石激光器,拔得頭籌,不過該光脈衝隻持續了三億分之一秒的時間。貝爾實驗室也不甘落後,伊朗人賈萬在同年製成了氦氖激光器,可以連續發光。通用電器公司,ibm和麻省理工大學林肯實驗室的研究小組,在1962年研製出半導體砷化镓(gaas)激光發生器,後來貝爾實驗室的科學家改進了這種設計,在半導體中添加了鋁,在1970年做出了更好的半導體激光器。


    為什麽要用激光來通訊呢?那時因為激光的單色性好,而普通的光頻譜很寬。不同波長的光在玻璃中的折射率不同,這叫色散,牛頓曾研究過這個問題。他把白光導入三棱鏡,可以看到不同顏色的光的折射角差別很大。如果用普通光做通訊光源的話,等光到達幾百米遠後,前一個信號的光比較慢的部分就會和後一個信號光的比較快的部分重疊,這樣就分辨不出信號了。激光器的輸出光頻譜很窄,走幾百公裏後才會出現這種問題,所以激光器是最好的通訊光源。


    那麽,為什麽光纖可以把光限製在一個範圍裏,而不是讓光發散得到處都是呢?那是因為一個很簡單的全反射原理。當光纖玻璃中的光遇到芯層玻璃和包層玻璃界麵的時候,隻要角度足夠大,就可以全部反射回到芯層玻璃內部,沒有泄露。不過,這引發了一個重大問題,那就是在界麵的光如果反射角不同的話,它們的光程就不一樣,仍然會出現色散的問題。科學家們通過研究發現,其實光要滿足麥克斯韋方程,那麽在包層和芯層的入射角一定是離散分布的,並不是任意的,每個入射角對應於一種光信號的縱向速度。如果芯層玻璃的直徑小於某個尺度,比如10微米,那麽某個範圍的光進入光纖後,在芯層和包層的界麵處就隻存在一個入射角度,或者說,這樣的光纖中隻能存在光的一種模式,就隻有一種縱向速度。這樣的光纖叫單模光纖,可以最大程度避免光信號在時域上的重疊。


    上個世紀整個70年代,在美國的高寧公司,美國電報電話公司和眾多其它公司努力下,光纖的損耗被降低到了低於1db/公裏,半導體激光器的壽命提高到了幾百萬小時,光纖通訊的障礙被掃除。美國電報電話公司開始研製跨大西洋的光纖,終於在1988年鋪設完畢。經曆了100多年的時間,人類跨洲即時通訊的速率從每分鍾一個字加速到了每秒鍾可以傳完曆史上所有文字知識的程度。


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