当前位置：弱项变强项，价格比面条还便宜！一文回忆中国光纤突围之路
浏览:628时间:2023-08-14 13:03:55
21世纪是信息的时代，时时刻刻都离不开信息的传递，而信息传输的载体光纤，此前一直都是我国的弱项。但是现如今，我们国家每年生产全世界一半的光纤光缆，并目中国光纤已经占领了世界光纤市场，把整个国际的通信成本降得无法理解，10年前一根光纤平均1公里大概要卖2000元，现在只卖40元，按单位长度计算，光纤比面条便宜。
其实，中国的光纤光缆发展，并非一帆风顺。历经波折之后，如今中国光纤已经远销到美日韩等50多个海外国家，世界光纤三大巨头中国占其二，光纤光缆的中国时代已经到来。为伟大的中国制造打打call！我们在享受着高速网络带来的便利时，值得感谢那些默默奉献的光纤人，是他们为中国光纤事业书写了一曲壮丽的史诗。
一篇论文，开启了光纤时代的大门
1870年的一天,英国物理学家丁达尔到皇家学会的演讲厅讲光的全反射原理，做了一个著名的试验，在装满水的木桶上钻个孔，然后用灯从桶上边把水照亮。结果使观众们大吃一惊。放光的水从水桶的小孔里流了出来，水流弯曲，光线也跟着弯曲，光居然被弯弯曲曲的水俘获了。
随后人们发现，光不仅能沿着从桶中喷出的细酒流传输，还能顺着弯曲的玻璃棒前进，那能不能利用这种玻璃棒传送信号呢？1880 年，亚历山大·格拉汉姆·贝尔（就是贝尔电话公司创始人）发明了光束通话传输。但是这只是个实验室产品，想实现远距离传输，那就必须使用一个透明的长条体，也就是细长玻璃丝。按照贝尔的设想，当光线以合适的角度射入玻璃纤维时，光就沿着弯弯曲曲的玻璃纤维前进。但是贝尔发现，光在玻璃丝中的衰减非常大，传输不了多远就看不到了，这项技术随即搁置。
1966年，华裔科学家高锟发表了一篇题为《光频率介质纤维表面波导》的论文。高锟在论文中认为，只要解决了玻璃纤维的纯度问题（减少杂质），就可以减少光信号在玻璃纤维中的衰减。当衰减率下降到 20 db/km时，这根玻璃纤维，就可以用于实用型通信。
这篇论文，开启了光纤时代的大门。但是论文发布后，所有人都认为，这种纯度的玻璃不可能实现，因为当时纯度最高的玻璃纤维，衰减率约为 1000 dB/km。想要将这个值减小到 20 dB/km，并不是50倍的关系，而是惊人的10的98次方系数关系。高锟的论文被称为天方夜谭，当时他找世界各地玻璃厂试制的举动也被无情拒绝。
后来，美国历史最悠久的玻璃制造企业——康宁公司（也就是给苹果生产手机屏幕的公司）注意到了这个论文，认为很有价值，于是开启了高纯度玻璃纤维的研发。康宁公司放弃光学玻璃路线，改用熔融石英路线（SiO2，二氧化硅），因为石英可以做到高纯度。
1967年，康宁公司基于掺钛二氧化硅，拉出了第一根试验型单模光纤。经过测试，这根光纤的衰减仍然很高，但已经进步很大。1970年，革命性的光纤诞生了，康宁公司拉出了一根29米长的光纤，测试衰减值，达到了17 dB/km！自此，世界上第一根符合理论的低损耗试验性光纤，正式诞生。两年之后，康宁公司以掺锗纤芯代替掺钛纤芯，采用外部气相沉积 （OVD），制造出了一条多模光纤，损耗低至 4 dB/km！1976年，世界第一条民用光纤通信线路开通，人类通信进入“光速时代”。
光纤的成熟引发了世界通信革命，因为相对于铜线每秒1.54MHZ的速率，光纤的运行速率达到了每秒2.5GB！从带宽看，光纤也具有较大的信息容量，电缆通信最多一个G，而光纤是10的15次方赫兹，那是电缆通信的千倍万倍。而且光纤电缆对诸如无线电、电机或其他相邻电缆的电磁噪声具有较大的阻抗，使其免于受电噪声的干扰。从长远维护角度来看，由于光纤采用的玻璃材质，不导电，不会因断路、雷击等原因产生火花，因此安全性强，在易燃，易爆等场合特别适用。所以相比电缆，光纤传输具有衰减小、频带宽、抗干扰性强、安全性能高、体积小、重量轻等优点，在长距离传输和特殊环境等方面具有无法比拟的优势，从而开始进入普及快车道。
1980年，普莱西德湖冬奥会首次使用光纤传输电视信号，取得了巨大成功！后面光纤技术迅速崛起，取代电缆成为整个通信网络的骨干底座，可以说，没有光纤，就没有现代互联网，我们每一个人，都是光纤技术进步的受益者。
中国长飞，长江边的飞利浦“腾飞”起来
近年来，中国光纤产业取得了令人瞩目的成就，而这一技术的崛起却并非一帆风顺。从军武菌家刚刚接触网络时那慢如蜗牛的网速，再回顾中国光纤产业的起步，我们将穿越时空，探寻中国光纤的崛起之路。
1974年，中国武汉邮电科学研究院光通信研究所副所长赵梓森提出了研究光纤的报告。尽管当时很多人怀疑光纤的前景，但幸运的是，邮电部领导支持了这一创新。赵梓森团队在极其艰苦的条件下进行了技术攻关，最终成功拉制出中国第一根实用型光纤。
但是，中国当时的光纤技术有个很大问题，那就是光纤成本，因为是实验室产品，想大规模量产很难，成本也很高，造个十几公里的试验线路没问题，但要想在全国铺开，造个几亿公里，并不现实。但中国代表团在美国、日本、英国、德国、荷兰走了一圈，只有荷兰的飞利浦愿意将核心技术转让给中方。
1988年，原邮电部、荷兰飞利浦公司、武汉市政府共同成立“长飞光纤光缆有限公司”，中国光通信历史上的第一家中外合资企业由此诞生。公司取名长飞，寓意“长江边的飞利浦”。
1992年，长飞生产出中国第一根量产光纤，并很快实现规模生产，在光纤光缆产业上走在了时代的前列，从根本上改变了中国依赖进口光纤光缆建设国家光缆通信干线的历史。但由于当时的工艺技术全部靠引进，制造设备、配件也全部来自于国外，企业的生存和发展受制于人。
不甘于只做“海外工厂”，长飞希望能产业自主化，但飞利浦怎么会放弃这只下金蛋的鹅？坚决不干。1994年，双方谈崩了，飞利浦将股份转出，长飞中的的“飞”的寓意，从飞利浦，变成了腾飞。
随后就是20世纪末互联网大爆发，国内光纤宽带网络建设不断向前推进，国内市场对光纤光缆的需求量长期处于高位，吸引了大量民企投入光纤制造产业。但是因为长飞的产能限制，绝大部分民企，只能买光棒（光纤预制棒）自己拉光纤，或者买光纤做光缆，光纤预制棒高度依赖进口。但是，光纤预制棒非常昂贵，光纤预制棒、光纤、光缆所占整个行业链的利润比为7：2：1，也就是说，中国生产一公里的光纤，有70%的利润都要被国外厂商拿走。所以，光纤预制棒被称为光纤产业的明珠。
这也就是为什么中国光纤价格居高不下的原因，在2000年左右，中国光纤价格达到每公里2000元。
“为什么中国企业要受制于人？为什么我们只能生产光纤、光缆，不能自己制光棒？”这个疑问摆在了无数中国光纤人的身上。对此，国家采取了两个策略：
第一是加关税。2004年，中国商务部宣布对产自美、日、韩三国的G.652单模光纤在入境时征收对应的反倾销税，2010年12月31日，中国商务部决定继续对其在入境时课征反倾销税。国外的光纤和光棒被征收反倾销税后，进口价格上涨，一方面倒逼国内光纤厂商开始研发技术，攀登光纤预制棒的高峰；另一方面也可以倒逼国外预制棒厂家向国内市场迁移，采取与国内企业合资或者独资的形式，将预制棒技术向中国转移。
第二就是鼓励自研。国家对光纤行业给予了大力支持，不仅开放研究所相关技术，而且在资金领域也给与了扶持。国内数家光纤生产企业随即加大了对光纤预制棒的研发投入。其中长飞、烽火、富通、亨通、中天几家光纤企业表现最为突出。比如国内光纤长子长飞，在当年引进的OVD基础上，攻克了欧洲的改进版PCVD工艺，实现光纤光缆整套设备的自主研发和生产，还攻克技术含量最高的PCVD预制棒制造装备的自主设计研发，且自主研发的PCVD设备生产工作效率比原来进口的更高。
随后，长飞进一步瞄准国际最先进的技术，目前已经成功开发出具有完全自主知识产权的VAD（管外气相沉积法）+OVD（轴向气相沉积法）工艺与设备平台，并在湖北潜江打造全球最大光纤预制棒生产基地，实现VAD+OVD项目的规模化生产，目前长飞公司已经超越康宁成为世界上最大的预制棒光纤光缆生产厂。
正是因为如此，中国光纤才彻底突破了外国的卡脖子，实现了光纤价格白菜价，每公里价格只有40元了。在中国工程院庆祝改革开放40周年座谈会上，邬贺铨院士透露，中国光纤，“按单位长度算光纤比面条便宜了”！
如今，中国光纤产业已经成为全球巨无霸，占据世界光缆产量的60%以上。光纤技术的广泛应用，使中国在通信领域取得了显著的进步。未来，中国光纤产业还将迎来更大的爆发机会，成为推动中国数字化发展的重要引擎。
原文链接：https://www.xianjichina.com/special/detail_531128.html
来源：贤集网
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。
>>返回上级
上一编：再次激发热议！新型LK-99材料在7℃超导？这次会不会又是乌龙？
下一编：线材对鼠标的质量有影响吗？