Введение к работе
Актуальность темы. Одной из основных задач историко-научных исследований является изучение форм и методов научного познания, становления и развития отдельных научно-технических отраслей. Истори-ко-научный метод, который при этом используется, особенно актуален при анализе комплексных направлений, находящихся в процессе интенсивного развития и имеющих важное практическое значение. Только тщательно прослеживая весь ход развития таких областей техники, можно выявить главную линию этого процесса и указать на имеющиеся здесь узловые проблемы.
Лазерная связь составляет одну из таких комплексных областей техники, окончательно сформировавшуюся во второй половине XX в. Она приобретает все большую актуальность и является одним из главных направлений научно-технического прогресса.
Можно без преувеличения сказать, что приход оптоэлектронных систем и оптических кабелей связи на смену электрическим имеет такое же значение для науки и техники, какое в свое время имела замена вакуумных ламп транзисторными приборами.
Актуальность и необходимость, высокая технико-экономическая эффективность и фундаментальная практическая значимость применения волоконно-оптических линий связи (по сравнению с традиционными системами передачи информации) определяются прежде всего их способностью передавать большие потоки информации. Использование волоконных световодов вместо металлических проводников позволяет перейти в технике связи на оптические частоты, на несколько порядков превышающие частоты СВЧ диапазона, а увеличение частоты несущей расширяет диапазон пропускаемых системой связи полосы частот.
4 В волоконно-оптических линиях связи (ВОЛС) при частоте оптической несущей порядка 1013 - 1014 Гц, ширина полосы пропускания потенциально может быть в 104 - 106 раз больше, чем в системах радиосвязи, использующих электромагнитные волны с частотами 106 - 109 Гц. Оптические системы передачи информации знаменуют собой возникновение принципиально нового направления в информатике и технике связи.
Проблема ВОЛС по своей общегосударственной значимости в настоящее время стоит на одной ступени с проблемами атомной энергетики и космической индустрии.
В настоящее время оптические кабели вышли из стадии опытных испытаний и вступили в стадию массового практического внедрения. В первую очередь они используются для устройства соединительных линий между городскими АТС, где они заменяют весьма металлоемкие кабели с медными жилами. Оптические линии получают широкое развитие на магистральных и зоновых сетях связи. Развитие оптических кабелей в технике связи (телевидении, видеотелефонии, передаче данных и др.) обусловлено большой пропускной способностью кабелей и их высокой помехозащищенностью.
Весьма перспективно применение оптических систем в кабельном телевидении, которое обеспечивает высокое качество изображения и существенно расширяет возможности информационного обслуживания индивидуальных абонентов. В этом случае обеспечивается заказная система приема и предоставляется возможность абонентам получать на экране своих телевизоров справочные данные из библиотек, учебных центров и др.
Проложены подводные магистрали оптической связи через Атлантический и Тихий океаны на тысячи каналов.
Получают дальнейшее развитие и усовершенствованные опто-электронные устройства, предназначенные для передачи и приема сигналов. Интегральная оптика позволяет упростить схемы линейных регенераторов приемо-передающей аппаратуры и обеспечить их надежность и экономичность.
Темпы развития волоконной техники и производства оптических кабелей на мировом рынке опережают темпы развития других отраслей техники и составляют 40% в год. Соответственно обширна и литература, посвященная лазерной связи, и, что главное, она очень быстро пополняется в связи с разработкой новых направлений в развитии волоконной оптики.
Материалы исследований. При проведении исследований были использованы источники трех видов.
Во-первых, труды по общей истории науки и техники, которые позволяют ознакомиться с общими принципами анализа исторического развития и дают методологию проведения историко-научных исследований.
Во-вторых, краткие исторические очерки в ряде монографий и учебников по данной области техники. Эти литературные источники содержат ряд отдельных моментов или коротких этапов развития исследования и практического применения лазерной связи и не раскрывают естественнонаучные предпосылки, лежащие в ее основе.
К третьему типу источников относится научная и техническая литература по данному вопросу.
Цель работы. Целью данной диссертационной работы является:
1. Отбор, систематизация и анализ фактов, отраженных в
имеющемся материале. Обозначение границ периодов развития лазерной техники связи.
-
Анализ научно-технических предпосылок возникновения лазерной связи.
-
Историко-научный анализ развития лазерной связи за период ее существования.
-
Раскрытие роли развития лазерной связи в формировании нового информационного общества.
Научная новизна работы. Наряду с большим интересом к технике оптической связи наблюдается широкий интерес к истории ее развития и практического использования. Между тем, специальные исследования по истории данного вопроса в настоящее время пока не проводились. Отдельные сведения исторического характера дают, как правило, лишь исторические справки. В то же время, для того, чтобы обоснованно анализировать современный технический уровень лазерной связи и направления будущего ее развития, необходимо раскрыть частные и общие закономерности развития данной отрасли техники в прошлом.
В истории лазерной связи выделены три периода:
-
До 1964 г. Научно-технические предпосылки возникновения лазерной связи.
-
1964-1970 гг. Лазерная связь в открытом пространстве и в световодных линиях.
-
С 1970 г. по настоящее время. Волоконно-оптические линии связи.
Разработанная периодизация развития лазерной связи как новой научно-технической отрасли основана на комплексной оценке параметров, определяющих состояние данной области техники. В качестве критерия для оценки исследуемых объектов взята пропускная способность систем связи.
В диссертационной работе подробно рассмотрена эволюция конструкций и характеристик различных лазерных систем связи, а также оптических волокон и кабелей.
Методы исследований. В соответствии с поставленными в научном исследовании задачами, наряду с основным методом - историко-научным анализом, в работе были использованы методы системного анализа, что позволило получить объективную информацию о рассматриваемой проблеме.
Применение методов системного анализа обусловлено представлением лазерной связи в качестве сложной комплексной системы.
Практическая значимость и реализация результатов. По теме исследования опубликовано 14 печатных работ.
Материалы данной диссертации были использованы в учебном процессе Московского Технического Университета Связи и Информатики (МТУСИ) в учебных курсах "Оптические системы передачи" и "Волоконно-оптические сети и каналы связи", а также могут быть полезны при создании обобщающих работ, касающихся истории лазерной связи, и в работе научно-исследовательских и проектно-конструкторских организаций при разработке прогнозов дальнейшего развития оптической связи.
Апробация работы. Основные положения диссертации обсуж
дались и получили положительную оценку на следующих конференциях
и семинарах: Семинар "Повышение эффективности и помехоустойчи
вости телевизионных систем" - Севастополь, 1993; XXXV Конференция
аспирантов и молодых специалистов по истории естествознания и техни
ки - Москва, ИИЕТ, 1993; Конференции профессорско-
преподавательского состава - Москва, МТУСИ, 1993, 1994, 1995; Меж
дународная школа- семинар "The second International scientific school-
8 seminar, Dinamic and stochostic wave Phenomena" - Нижний Новгород, 1994; Всероссийская конференция "Обработка сигналов в системах двусторонней телефонной связи" - Пушкино, 1994; Международный Форум по Информатике -94, секция "Телеком, и выч. сист. связи" -Москва, 1994.
Структура диссертации. Диссертация изложена на страни
цах машинописного текста и состоит из введения, четырех глав, заклю
чения и списка литературы. Список литературы включает в себя на
звании.
Основные положения, выносимые на защиту
-
Впервые в истории отечественной науки и техники проведено всестороннее исследование развития отечественной лазерной связи от зарождения до наших дней. В научный оборот введено большое количество новых фактов, позволивших впервые связать воедино имеющиеся в значительной степени разнохарактерные сведения по предмету исследования.
-
Обоснованы принципы периодизации развития лазерной связи и выделены основные хронологические периоды.
-
В работе показано взаимодействие идей и методов, развивающихся в ряде фундаментальных наук с одной стороны, и конструктивных технических решений с другой, и их интеграция в рамках одного научно-технического направления - лазерная связь.
-
При исследовании развития лазерной связи документально доказано, что идея создания самофокусирующего волновода (селфока) принадлежит советским ученым и была выдвинута в 1951 г. А.Л. Микаэляном.
-
В диссертации проанализирована работа различных организаций по созданию отечественной лазерной связи. Показан при-
9 оритет коллектива ученых A.M. Прохорова, Б.М. Дианова и А.С. Бела-нова в исследовании дисперсионных свойств волокон и расчета структуры волновода с нулевой дисперсией и минимальными оптическими потерями.
6. Выявлена определяющая роль лазерной связи в форми-
ровании нового информационного общества в плане создания глобальных цифровых сетей. Обоснована необходимость интенсивного развития лазерной связи в России для интеграции ее в мировую информационную структуру.
