穿过历史长河的光纤通信发展史|光导纤维|光纤通信|光缆|通信技术

通信光纤，是人类迄今为止发明的最迅速、最有效、使用最广泛的传输介质之一，全球90%以上的信息通信都是由光纤传输的。目前，我国已成为光纤光缆制造大国和使用大国。2023年全年，中国光缆产量高达3.23亿芯公里，相当于绕地球8000多圈。

本文走进光纤通信发展史，了解穿过历史长河的“光通信”。

穿越千年的“光”

3000年前，光是以“火”、“光”能够取暖、照明的实用性自然现象而被人们关注，如《墨经》中“景，光之人，煦若射，下者之人也高；高者之人也下，足蔽下光”，这是公元前450-250年由墨子及其门下弟子所著的对光沿直线传播的科学记载，其中也记录了镜面反射，小孔成像等现象，意味着光学开始萌芽。

西周时期，周幽王为博褒姒一笑，烽火戏诸侯，最终导致西周灭亡，这也算是光通信在古代应用的一个典型案例了。古人通过烽火传递敌人入侵的信息，就是看到了光信号传递快的这一特性。

最早意义上的光纤

到了1840年，法国的科学家丹尼尔克莱顿做了一个实验，在装满水的水桶上钻了一个孔，水流便慢慢从孔中流出，然后将光照入水流，发现光线沿着水流方向曲折传输。其实这是一种光折射的现象，直到1950年，英国科学家展示了一种带有很厚包层的光导纤维，并且光线可以在其中传输，这种光导纤维结构和当下用的光纤类似，但是衰耗很大，算是光纤的雏形。

光纤时代开启

光纤通信从实验室抵达产业的虫洞时刻出现在60年代。彼时的工程师，后来的诺贝尔奖得主高锟发表了具有历史意义的论文。文中分析了造成光纤传输损耗的主要原因，从理论上阐述了有可能把损耗降低到20dB/km的见解，并提出这样的光纤将可用于通信。

在理论指引下，四年之后的1970年，美国康宁公司真的拉出了损耗为20dB/km的光纤，证明光纤作为通信介质的可能性。

与此同时，美国贝尔实验室发明了使用砷化镓（GaAs）作为材料的半导体激光，凭借体积小的优势，大量运用于光纤通信系统中。

1972年，光纤的传输损耗降低至4dB/km。

至此，光纤通信时代正式开启。

中国“追赶者”

第二次光纤革命在1980年代拉开序幕，各发达国家将光纤通信技术大规模地商用。首先是适合于低传输速率34Mbit/s和发光二极管（CED）的G3651多模光纤。随着传输速率的提高和微光二极管的出现，传统的G.652单模光纤得到了广泛的应用。90年代，随着EDFA和WDM技术的广泛应用，新型的光纤非零色散位移单模光纤（NZDSSF），即G.655光纤面世。历经近20年的突飞猛进地发展，光纤通信速率已由1978年的45Mbit/s到目前的40Gbit/s。

虽然中国从70年代就开始了对光纤通信的研究，但在这场与光追赶的比赛中，我们任重而道远。1988年，完成一定科研累积并认识到光纤通信重要性的中国，开始了“八横八纵”大容量光纤通信干线传输网的建设。1996年，首款SDH设备正式进入光传输网产业，意味着光纤通信在中国已不仅是一项政府主导的基础设施建设，而是一条生机盎然、可多元发展的市场赛道。

从2006年至今，通信技术与互联网的发展历经了体系化的剧烈演化。从万物互联的萌芽，移动设备的普及到如今IoT逐渐进入产业和生活，在万物互联这一反复被提及的概念中，“万”与“互联”都为通信网络提出了新的需求；再到业务端的普惠之蜕，产业智能化、智慧工业、企业上云的普及，正在让光纤通信潜入更多企业成为其不可或缺的一部分；最后到通信技术的蝶变，5G的出现、Wi-Fi 6协议的应用，无一不意味着人类在追逐光速的路途中不断向前，作为通信桥梁的重要组成部分，光纤通信也理应有更底层的技术蝶变。

在这种演化之下，我们看到了这个世界对于技术进步的渴望，以及对于技术进步的敏感程度，远超人们想象。

回溯中国光纤通信看似默默无闻的道路，我们也能看到创新的闪烁星光。