
實際上,互聯網的傳輸除了我們熟知的基站外,還依賴于遠距離傳輸的光纜,尤其是連接各大洲的海底光纜。目前,全球范圍內已有超過380條海底光纜在默默運行,它們肩負起各大洲間95%的語言和數據傳輸重任。無論我們是在觀看國外的足球比賽,還是收看電視節目,亦或是進行越洋電話交流,甚至是我們所使用的網絡,都依賴于這些海底光纜進行傳輸。正是它們的存在,讓我們能夠跨越地域界限,與世界保持緊密的聯系。

光纜,作為現代通訊的關鍵媒介,由兩根或多根玻璃、塑料光纖芯以及包裹層組成。其內部信號傳輸主要依賴于激光技術,這一特性賦予了光纜更高的傳輸速率、更大的容量以及長距離傳輸的能力。
單根光纖的數據傳輸能力驚人,其速率可達到幾Gbps,而海底光纜的傳輸能力更是達到了令人矚目的160TBps。更為值得一提的是,這些光纜在不依賴信號放大器的情況下,每次傳輸距離就能達到數十公里之遠。這意味著,無論是陸地還是海洋,光纜都能有效地連接世界的每一個角落,讓信息的流通變得更為迅捷和高效。(注:數據單位換算說明:1G等于1024M,1T等于1024G)
在古代,沒有互聯網和光纜的時代,人們傳遞信息的方式受限于飛鴿傳書等自然手段。然而,隨著科學技術的日新月異,人類逐漸步入信息爆炸的時代。為了應對日益增長的信息需求,科學家們不懈努力,尋找更高效的信息傳輸方式。經過數年的研究,光纖通訊應運而生,以其速度快、傳輸量大、損耗低的優勢,引領人類邁入了光通信的新紀元。
回顧光纖通訊的發展歷程,我們不難發現它的每一步都凝聚著科學家們的智慧和汗水。1870年,英國物理學家發現了光的全反射原理,為日后的光纖傳輸信號奠定了堅實的基礎。隨后,在1880年,“光話機”的發明,實現了利用光束傳輸聲波的創新嘗試。
進入20世紀,光纖通訊的研究取得了突破性進展。1970年,康寧公司成功研制出衰減較小的石英玻璃光纖,為光纖通訊的商業化應用鋪平了道路。到了1980年,第一條光纜開始商用,標志著光纖通訊正式進入實用階段。此后,光纖通訊技術不斷突破,1988年,連接英美的跨大西洋海底光纜鋪設成功,實現了跨越大洋的信息高速傳輸。
與此同時,中國的光纖通訊研究也取得了顯著成果。1978年,中國自行研制出通訊光纖,為國內的通信事業奠定了堅實的基礎。而在2005年,上海到杭州之間開通了超大容量的光纖通訊,進一步提升了國內的信息傳輸能力。


如果將互聯網比喻為一條繁忙的信息高速公路,那么光纜無疑就是這條高速公路的堅固基石。那么,這根承載著大容量信息的光纜是如何實現高速遠距離傳輸的呢?
在信息的起點,即發射端,我們需要將待傳輸的信息——無論是語音還是其他數據——首先轉化為電信號。隨后,這些電信號通過激光器的作用,被加載到一束激光之上。隨著電信號的頻率變化,激光的強度也會相應地進行調整。這樣,承載著信息的激光便通過光纖這條“管道”被發射出去。
而在信息的終點,即接收端,專門的檢測器會接收到這束光信號。檢測器會將這些光信號再次轉化為電信號,并經過一系列的處理后,還原出原始的信息內容。
光纖內部,那些由玻纖精心制成的光導纖維,具備著將光信號傳輸至數千公里之外的神奇能力。想象一下,將數百甚至上千根這樣的光導纖維巧妙地組合在一起,形成類似電纜的光纜。這樣的設計不僅顯著增強了光導纖維的堅固性,更使得通訊容量得到了極大的提升。
光在傳播時,其速度與所經過的物質密切相關。當光從一個物質射入另一個物質時,這兩種物質的交界處會引發光的折射和反射。有趣的是,折射光的角度會隨著入射光的角度變化而發生相應的變化。更為神奇的是,當入射光的角度達到或超過某一特定值時,折射光會完全消失,此時入射光會被全部反射回來。這種物理現象,我們稱之為光的全反射。正是基于這一原理,光纖能夠高效地傳輸光信號,成為現代通訊的重要基石。


光信號在光纖內的傳輸過程中,會經歷無數次的折射,直至最終抵達目的地。然而,這種多次的折射過程會導致光信號的分散或衰減,進而影響其傳輸質量。為了解決這一問題,我們采取了每隔50公里對光信號進行一次放大的措施,以確保其能夠穩定、高效地傳輸至終點。這樣,即便光信號在傳輸過程中遭遇了衰減,也能通過及時的放大得到補償,從而確保信息的完整性和準確性。


經過長達20個小時的精心燒制,我們成功制得了高純度的光棒。接下來,我們將這根長3米、直徑20厘米的光棒懸掛在拉絲爐內。在隨后的48小時內,這臺設備能夠不間斷地進行拉絲作業,拉出長達7500公里的光纖。
在拉絲之前,我們會對退火管進行徹底的清潔,確保其中沒有任何雜質和灰塵,以防它們對光纖造成污染。隨后,光棒在高達2200攝氏度的高溫下逐漸融化成柔軟的胚胎。這些胚胎經過1米長的退火管后,會逐步冷卻并固化,最終變成直徑僅為0.1毫米的玻璃絲。
與此同時,收線機開始旋轉,帶動光纖拉絲并完成光纖的收集工作。每一步都嚴謹而精細,確保我們生產出的光纖具有卓越的質量和性能。



光纖,作為一種精細的傳輸工具,猶如一根纖細的塑料絲。由于它極為細小,為了確保其在使用過程中的安全與穩定,我們通常會將光纖封裝在塑料套中。這樣,光纖便能夠在長距離內準確無誤地傳遞信息。而光纜,則是由這些封裝好的光纖所組成,可以說,光纜是光纖的集合體,是光纖在實際應用中的一種重要形式。