光纖通信，作為20世紀人類社會所取得的最偉大的技術成就之一，是人類邁向信息化時代的重要基石。誠如《科學美國人》雜志曾評價說的那樣:“光纖通信是二戰以來最有意義的四大發明之一。如果沒有光纖通信，就不會有今天的互聯網和通信網絡。”如果沒有光纖通信的發明，就沒有今天的信息社會，我們就無法享受今天的光寬帶和移動互聯生活。我們來簡單回顧一下光纖發展的歷史，謹以此紀念那些在這個進程中做出杰出貢獻的偉大的科學家和技術大咖們。

1841年左右，兩位科學家 DanielColladon和Jacques Babinet 在巴黎幾乎是同一時間最先提出可以依靠光折射現象來引導光線的理論，并在皇家學會演講廳用實驗進行了演示:在裝滿水的木桶上鉆個孔，然后將光照入水流中，光就被彎彎曲曲的水線俘獲了，沿著水桶流出的水的細流向前傳輸。

1870年，英國物理學家John Tyndall在其出版的書籍中提出，全內反射特性是光的自然屬性。同時書中還進一步說明了，光線從空氣射入水中以及從水中射入空氣時的不同，他指出，當光線由水中射入空氣時，如果角度大于48度(與法線之間的夾角，這一角度的精確值是48°27’)，那么光線將無法“逃出”水面，光線會在界面處被完全反射。

1880年，亞歷山大·貝爾(AlexanderGrahamBe11)發明了“光話機”貝爾將太陽聚成一道極為狹窄的光束，照射在很薄的鏡子上，當人們發出聲音的“聲波”讓這面薄鏡產生振動時，“反射光”強度的變化使得感應的偵測器產生變動，改變“電阻”值。而接收端則利用變化的“電阻”值產生電流，還原成原來的“聲波”。

1887年，英國科學家CharlesVernonBoys在一根加熱過的玻璃棒附近放了一張弩，當玻璃棒足夠熱時，把箭射出去，箭帶動熱玻璃在實驗室里拉出了一道長長的纖細的玻璃纖維。玻璃絲越來越細，成為了光纖，人類又前進了一大步。

1938年，美國歐文斯伊利諾斯(0wens-I1linois，簡稱0-)公司與日本日東紡績公司終于可以生產玻璃長纖維了。當然這個時候生產的光纖只有現代意義上的光纖的纖芯部分，會引起光泄漏，光甚至會從粘附在光纖上的油污泄漏出去，但標志著人類生產玻璃纖維的能力有了長足進步。

1950年左右，印度人N.S.Kapany和H.H.Hopkins 研究出了帶有包層的光纖。N.S.Kapany和H.HHopkins 向世人展示的光纖與我們今天使用的光纖在結構上可以說是一模一樣的，這種雙層結構在“光的全反射”效應的作用下，實現了光的傳輸，這使得圖像在光纖中的傳導表現大大提升。第一本光纖相關的書籍是由他所寫，他甚至在1960年《科學美國人》雜志上創造了“光纖”一詞。正是因為這些突破性的成就，N.S.Kapany 后來被人們稱為是“光纖之父”。

1956年，在研制內窺鏡的過程中，LawrenceE.Curtiss制造出了第一根采用玻璃為包層的光纖。同年美國密歇根大學的一位學生也制作出了玻璃包層光纖，他用一個折射率低的玻璃管熔化到高折射率的玻璃棒上。光纖發展至此，無論在結構上還是在材質構造上，與當今我們使用的光纖基本上已經完全一樣了。玻璃包層很快成為標準，塑料包層也相繼出現。

1963年，日本科學家西澤潤一提出了使用光纖進行通信的概念。此外，他發明的一些技術，如激光二極管(laser diode)，對光纖通信的發展起到了非常大的推進作用。在1964年他發明了漸變折射率光學纖維(graded-indexopticalfiber)，這種光纖使用半導體激光器在一個通道中可實現低損耗的長距離傳輸。1966年7月，英國標準電信實驗室(STL)的英籍華人高錕(CharlesK.Kao)博士和他的伙伴G.A.Hockham，在英Proc.IEE(London)雜志上共同發表了一篇題為《光頻率介質纖維表面波導》的論文。在論文中，高錕明確提出，只要解決了玻璃的純度和成分等問題，就可以將玻璃制作成損耗低于20dB/km 光纖，用于通信。這篇論文，指出了利用光纖進行信息傳輸的可能性和技術途徑，莫定了現代光通信--光纖通信的基礎。

1974年8月8日，趙梓森等同志起草了武漢郵科院“關于開展光導纖維的研制工作的報告”一文，明確提出了以石英光纖為媒介、半導體激光器為光源、脈沖編碼為調制方式的光纖激光通信系統的技術路線。國務院科技辦公室同意將該項目列為國家項目(后來被列入國家“五五”計劃重點趕超科研項目，郵電部科技委也將其列入了“郵電部十年科研規劃”)，為我國開展光纖通信研究的探索邁出了十分可喜的一步。

1976年，美國貝爾實驗室在華盛頓到亞特蘭大之間開通了世界第一條實用的光纖通信線路，采用了西方電氣公司制造的含有144根光纖的光纜。線路速率為44.7Mbit/s,采用波長為850nm的紅外光,使光纖通信向實用化邁出第一步。

1977年，中國科學院上海硅酸鹽所張英華等科學家利用自己建立的MCVD氣相沉積系統在國內最先成功制備了損耗為14dB/km(0.85um)、光纖長度達公里級的梯度型多模光纖。同年11月，中國科學院上海硅酸鹽所研制的多模漸變型P0--Si0,系光波導纖維，分別在郵電部武漢郵電科學研究院、第四機械工業部電子 34所和中國科學院福建物質結構研究所進行光纖通信試驗，并獲成功，在我國首次實現了在 1km 的光纖上傳送 24路電話、黑白電視、可視電話和彩色電視的實驗,傳輸效果良好。

1981年12月31日，中國第一條實用化的光纖通信線路在武漢開通并網，正式進入武漢市市話網試用，“八二工程”宣告成功。所謂“八二工程”，指中國郵電部和國家科委確定在武漢建立一條光纜通信實用化系統，意在通過實際使用完成商用試驗以定型推廣。“八二工程”的建成，為我國光纖、光纜和系統的相關標準制定提供了重要依據。1985年，長波長 34Mb/s光纖通信實用化系統獲國家科技進步二等獎、郵電部科技進步一等獎。此后中國光纖通信事業進入了發展快車道階段。

如今，全球光纖光纜年需求量超過5億芯公里。這些光纖每天傳輸著海量的數據，支撐著整個人類社會生活方方面面的運轉和發展，也為人類的文明和進步，默默發揮著巨大的貢獻。

中國通信學會通信線路專委會 供稿

來源: 中國通信學會