2019年，數碼博主@老師好我叫何同學的一條5G測評視頻引爆全網，足見大眾對“5G”的好奇與期待。視頻中顯示，5G平均下載速率在700Mbps左右，差不多是4G的十倍快。5G的到來極大地提升了我們的通信效率。5G的發展離不開光纖通信技術的支持，那麽5G與光纖背後有著怎樣的密切聯係呢？

5G信號通過基站發射出去，再由手機接收5G信號，因此我們才能正常上網瀏覽、看視頻。5G信號到達基站後，再通過電纜、光纖等有線介質傳輸到電信機房。電信機房的網絡設備通過光纖連接。正是有了光纖在機房做數據傳輸支撐，才有了5G信號。

《科學美國人》雜誌曾評價說:“光纖通信是二戰以來最有意義的四大發明之一。沒有光纖通信，就不會有今天的互聯網和通信網絡。”如今，新一輪科技革命和產業變革在全球深入發展，各個領域對網絡的依賴不斷增強。在通信建設高需求的帶動下，我國的光纖光纜產業迅猛發展。工信部顯示，截至2022年底，我國累計建設開通5G基站231萬個，總量占全球超過60%，實現了“縣縣通5G”“村村通寬帶”，成為光纖通信技術世界最先進的國家之一。

今天就來帶大家了解中國的光纖是如何隻用了47年走向世界第一的。

世界光纖通信發展

光纖從最初的理論概念到真正可實現光通信的產品前後經曆了100多年的時間。

1842年，瑞士物理學家Jean-Daniel Colladon演示了一個簡單的實驗，在裝滿水的木桶上鑽孔，用燈從桶上方把水照亮。他驚訝地發現：水從水桶的小孔裏流出來，水流彎曲，光線也跟著彎曲。這一現象，叫做光的全內反射作用。

1884年，《自然》雜誌上刊登了“光噴泉”插圖

實驗中，光從水中射向空氣，當入射角大於某一角度時，折射光線消失，全部光線都反射回水中。表麵上看，光好像在水流中彎曲前進，實際上，在彎曲的水流裏，光仍沿直線傳播，隻不過是在內表麵上發生了多次全內反射傳播。通過該實驗，可以依靠光折射現象來引導光線的理論被提出。

1887年，英國科學家Charles Vernon Boys在實驗室裏先將玻璃棒加熱，再用弓箭將玻璃棒射出，箭帶動熱玻璃在實驗室裏拉出了一道長長的玻璃纖維，世界上第一根光纖就此誕生。

高錕在英國的標準電信實驗室測量熔融石英的透明度（圖片來自中國電信博物館）

1966年，就職於英國標準電信實驗有限公司的華裔科學家高錕（K.C.Kao）首次提出玻璃絲可用於通信，現代光纖通信由此開始。1970年，美國首次製造出了3條長達30米長的光纖樣品。1976年，世界第一條民用光纖通信線路開通，人類通信進入“光速時代”。

我國的光纖通信發展

隻要提到我國的光纖通信發展就不得不提到我國的“光纖之父”趙梓森院士。

趙梓森（左2）與同事在熔煉車床前工作（圖片來源：中國電信博物館）

20世紀70年代，美國、英國和日本等國相繼調動頂尖科研資源花巨資研製光纖通信技術，此時的中國則受到西方科技封鎖的影響，再加上新中國成立初期基礎工業薄弱，光纖通信的研製工作舉步維艱，進展非常緩慢。

就在這時，武漢郵電科學研究院的趙梓森院士在仔細研究高錕（K.C.Kao）發表的關於光纖通信的論文《光頻率介質纖維表麵波導》後發現了光纖通信技術的巨大潛力。在此之後趙梓森院士不遺餘力地呼籲、說服各層級領導支持和發展中國的光纖通信研究，在一無技術、二無設備、三無人員的情況下，開始了中國的光纖攻關。

經過近三年的努力，我國第一根實用型、短波長和階躍型石英光纖終於在武漢郵電大學科學研究院內誕生，在此基礎上我國第一條光纖通信線路也開始了生產建設，我國光纖通信技術和產業發展的新紀元正式開啟。

在1977年舉辦的“郵電部工業學大慶展覽會”上，趙梓森通過自行研製的光纖，成功傳輸黑白電視信號，引起了國家的重視，光纖通信因此被破格列為國家重點攻關項目，我國的光纖通信技術從此邁入了“快車道”。

光纖、激光器、通信機是光纖通信的三個基本要素。光纖雖然製造出來了，另外兩者在當時都是空白，如果單靠自力更生需要很長時間的摸索，會極大地延誤光纖通信在我國的推廣使用。“在當時落後的生產設備和工藝條件下，想自力更生去攻關，都無從下手，連工具都沒有。”趙梓森回憶那段經曆，仍然感慨自己當時的勇氣。他堅持認為，試驗條件不是最重要的，關鍵在人，隻要有心，任何限製都是可以突破的。終於在他的不懈努力和堅持下，光纖通信的三道“難關”都相繼被攻克了。

“八二工程”——光纜建設現場

1981年9月，郵電部和國家科委確定在武漢建立一條光纜通信實用化係統，意在通過實際使用完成我國光纖通信商用試驗以定型推廣。一年後的12月31日，中國光纖通信的第一個實用化係統——“八二工程”按期全線開通並正式進入武漢市話網，這也標誌著中國進入了光纖數字化通信時代。

1982年，武漢郵電科學研究院與武漢電信合作，在漢口、武昌之間建成我國第一個實用化的國產光纖通信工程。

1989年，我國第一條長途幹線光纜——寧漢光纜開工，經過兩年多的艱苦建設，於1991年建成開通。在寧漢光纜正式通過施工驗收的第三天早上，中央人民廣播電台向全世界轉播了《人民郵電》報的一則消息：“郵電部決定，今後中國將不再建設中同軸電纜通信幹線，並逐步建成以光纜為主的骨幹通信網。”中國通信光纜骨幹網建設的新時代開始了。

1994年5月12日，郵電部公布的《全國郵電“九五”計劃綱要》第一次係統性地提出：到20世紀末，我國將全麵建成“八縱八橫”、覆蓋全國省會城市和重點地區、連通世界的光纜傳輸骨幹網。一個規模空前、科學先進的大型光纜骨幹網的宏圖全麵成型。

1998年8月，在軍民雙方共同努力下，全長2754公裏，“八縱八橫”光纜網建設中施工條件最艱苦、難度最大的蘭西拉光纜幹線工程提前1年完成，再次創造了奇跡！

蘭西拉光纜工程施工現場（圖片來源中國電信博物館）

蘭西拉光纜幹線開通暨江澤民主席題詞紀念雕塑揭幕儀式 （圖片來源：中國電信博物館）

2000年10月27日，廣州—昆明—成都間的通信光纜工程通過竣工驗收。廣昆成光纜幹線的竣工投產，標誌著曆時8年、總長達8萬餘千米的“八縱八橫”光纜骨幹網全部建成投產。

2013 年後，國家陸續出台各項促進光纖網絡建設的政策，在此背景下，國內寬帶用戶中光纖接入滲透率(FTTX)從2012年15.7%升至2018年90.4%。在國內光纖光纜供不應求背景下，光纖光纜全產業鏈迎來量價齊升的黃金時代。

2019年，我國科研人員首次實現了1.06P/S超大容量波分複用及空分複用的光傳輸係統實驗，這項技術可以實現一根光纖近300億人同時通話，它的成功也標誌著我國在“超大容量、超長距離、超高速率”光通信係統研究領域邁向了新的台階。

47年後的今天，中國成為光纖通信技術世界最先進的國家之一，全國通信網的傳輸光纖化超八成以上，光纖光纜年產量更是占全球一半以上，中國光纖光纜行業已經占據了全球的半壁江山。以5G、千兆光網為代表的“雙千兆”網絡，是建設製造強國和網絡強國中的“兩翼”和“雙輪”，是新型基礎設施的重要組成和承載底座。5G為社會各業提供了穩定的通信環境，光纖技術更是為5G的應用提供了有力支撐。隨著5G覆蓋率的日益增加，加之“互聯網+”行動計劃、“中國製造2025”“一帶一路”大數據等國家政策的推動，我國光纖光纜發展前景可期。