2019年，数码博主@老师好我叫何同学 的一段5G测评视频爆红，可见大众对于“5G”的好奇与期待。视频显示，5G平均下载网速在30万左右，比4G快了将近十倍。5G的到来，大大提升了我们的通讯效率。5G的发展离不开光纤通讯技术的支撑，那么5G和光纤到底有何密切联系呢？
5G信号是通过基站发射，然后被手机接收，所以我们可以正常浏览互联网、观看视频。5G信号到达基站之后，通过电缆、光纤等有线介质传输到电信机房，电信机房中的网络设备是通过光纤连接的，正是因为机房中有支持数据传输的光纤，才有5G信号。
《科学美国人》杂志曾评价：“光纤通信是二战以来四大重大发明之一，没有光纤通信就没有今天的互联网和通信网。”如今，新一轮科技革命和产业变革正在全球深入发展，各领域对网络的依赖程度不断提升。在通信建设高需求的带动下，我国光纤光缆产业快速发展。工信部显示，截至2022年底，我国累计建设开通5G基站231万个，占全球60%以上，实现“县县通5G”、“村村通宽带”，成为全球光纤通信技术最先进的国家之一。
今天我就给大家讲一下中国光纤是如何仅用47年就成为世界第一的。
世界光纤通信的发展
光纤从最初的理论概念到真正可以实现光通信的产品，用了100多年的时间。
1842年，瑞士物理学家让-保罗做了一个简单的实验，在装满水的木桶上钻一个洞，用灯从桶的上方照亮水。他惊奇地发现，当水从桶上的小孔流出时，水流发生了弯曲，光线也随之弯曲。这种现象称为光的全内反射。
1884 年《自然》杂志刊登的光之喷泉插图
实验中，光线从水面射向空气，当入射角大于一定角度时，折射光消失，光线全部反射回水中。表面上看，光线在水流中好像弯曲了一样。实际上，在弯曲的水流中，光线依然以直线传播，但在内表面经过多次全内反射后传播。通过这个实验，提出了利用光折射现象可以导光的理论。
1887年，英国科学家博伊斯在实验室里把一根玻璃棒加热，然后用弓箭把它射出去，弓箭带动炽热的玻璃在实验室里拉出一根长长的玻璃纤维，世界上第一根光纤就此诞生。
高锟在英国标准电信实验室测量熔融石英的透明度（中国电信博物馆供图）
1966年，在英国标准电信实验室有限公司工作的华裔科学家高锟首次提出玻璃纤维可用于通信，现代光纤通信由此开始。1970年，美国首次制成三根30米长的光纤样品。1976年，世界上第一条民用光纤通信线路开通，人类通信进入“光速时代”。
我国光纤通信的发展
每当谈到我国光纤通信的发展，就不得不提到“光纤之父”赵紫森院士。
赵子森（左二）与同事在熔炼车床上工作（图片来源：中国电信博物馆）
20世纪70年代，美、英、日等国相继调集顶尖科研资源，投入巨额资金研制光纤通信技术。此时的中国受到西方技术封锁的影响，加之新中国成立初期基础工业薄弱，光纤通信发展举步维艰，进展十分缓慢。
此时，武汉邮电研究院赵子森院士在仔细研读高锟发表的有关光纤通信的论文《光频介质光纤表面波导》后，发现了光纤通信技术的巨大潜力。此后，赵子森院士不遗余力地呼吁、游说各级领导支持和发展我国的光纤通信研究，并在没有技术、没有设备、没有人员的情况下开始了我国的光纤研究。
经过近三年的努力，我国第一根实用化的短波长阶跃折射率石英光纤终于在武汉邮电大学科研所诞生，在此基础上，我国第一条光纤通信干线也开始生产建设，我国光纤通信技术和产业发展的新纪元正式开启。
1977年举办的“邮电部工业学习大庆展览会”上，赵子森通过自己研制的光纤成功地传输了黑白电视信号，引起了国家的重视，光纤通信由此被列为国家重点攻关项目，我国光纤通信技术从此驶入了“快车道”。
光纤、激光器、通信机是光纤通信的三大基本要素。光纤虽然已经制成，但另外两个当时还是空白。如果单靠自力更生，需要经过很长的探索，这将大大延缓我国光纤通信的推广使用。“在当时落后的生产设备和工艺条件下，我们想自力更生攻坚克难，但根本不知道从何下手，连工具都没有。”赵子森回忆起那段经历，仍感叹自己当时的勇气。他坚持认为，试验条件不是最重要的，关键是人，只要有意志，任何限制都是可以克服的。最终，凭借着自己不懈的努力和坚持，光纤通信的三大“难关”被接连攻克。
“82工程”——光缆施工现场
1981年9月，邮电部、国家科委决定在武汉建设实用光缆通信系统，旨在通过实际使用完成我国光纤通信的商用试验，然后定型推广。一年后的12月31日，我国第一个实用光纤通信系统——“82工程”如期全面开通，正式进入武汉本地电话网，这也标志着我国进入了光纤数字通信时代。
1982年，武汉邮电科学研究院与武汉电信合作，在汉口至武昌间建成了我国第一条实用化的国产光纤通信工程。
1989年，我国第一条长途干线光缆——宁汉光缆开工建设，经过两年多的艰苦建设，于1991年建成通车。宁汉光缆正式通过建设验收的第三天上午，中央人民广播电台向全世界播送了一则人民邮电报的消息：“邮电部决定，今后我国不再建设同轴电缆通信干线，逐步建设以光缆为基础的骨干通信网。”我国通信光缆骨干网建设的新时代已经拉开帷幕。
1994年5月12日，邮电部公布《国家邮电“九五”规划纲要》，首次系统提出，到20世纪末，我国将建成覆盖全国各省会城市和重点地区、联通全球的“八纵八横”光缆传输骨干网，一个规模空前、科学先进的大型光缆骨干网宏伟规划全面形成。
1998年8月，在军民的共同努力下，全长2754公里、“八纵八横”光缆网建设中施工条件最艰苦的兰西拉光缆干线工程提前一年竣工，又创造了一个奇迹！
兰西拉光缆工程施工现场（中国电信博物馆供图）
兰西至拉光缆干线开通暨江泽民主席题词纪念雕塑揭幕仪式（图片来源：中国电信博物馆）
2000年10月27日，广州—昆明—成都间通信光缆工程通过竣工验收，广昆城光缆干线的建成投产，标志着历时8年建成、全长8万多公里的“八纵八横”光缆骨干网正式建成投产。
2013年以后，国家陆续出台各项政策推动光纤网络建设，在此背景下，国内宽带用户的光纤接入（FTTX）普及率由2012年的15.7%提升至2018年的90.4%，国内光纤光缆供大于求，整个光纤光缆产业链迎来了量价齐升的黄金时期。
2019年，中国科研人员首次实现1.06P/S超大容量波分复用和空分复用光传输系统实验。该技术可使近300亿人在同一根光纤上同时通话。它的成功也标志着我国在“超大容量、超长距离、超高速率”光通信系统研究领域迈上新台阶。
47年后的今天，我国已成为世界光纤通信技术最先进的国家之一，全国通信网络80%以上是光纤，光纤光缆年产量占全球一半以上，我国光纤光缆产业已占据全球半壁江山。以5G和千兆光纤网络为代表的“双千兆”网络，是建设制造强国和网络强国的“两翼”和“两轮”，是新基建的重要组成部分和支撑基础。5G为各行各业提供了稳定的通信环境，光纤技术为5G的应用提供了有力支撑。随着5G覆盖范围不断扩大，加之“互联网+”行动计划、“中国制造2025”、“一带一路”大数据等国家政策的推动，我国光纤光缆发展前景看好。
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