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「康宁低损耗光纤50周年」专题系列2:光纤成真

2020-11-13 08:59
来源: 康宁中国

自1970年低损耗光纤得以问世之后,康宁的研究人员用了一整个70年代来改进生产工艺,并开发出具有更小光纤芯层的单模光纤,从而更好地适应长距离传输。

发明一种传输电话和数据的新方法已经不易,要使它在现实世界中发挥作用,并改善人类的生活则更具挑战性。在1970年光纤问世之后,参与研发的三位康宁科学家仍有很长的路要走。

在经历了上世纪70年代中期的衰退后,世界经济在1977年和1978年得到了强劲增长。全球产业的爆炸性发展迫切需要通信交流,美国政府也一样,因为它当时正面临着来自苏联的军事和意识形态威胁。

美国是第一个搭建光纤线路的国家:1975年,其利用光纤连接了位于夏延山 (Cheyenne Mountain) 的北美航空航天防御司令部 (NORAD) 中心的计算机。1977年,第一套光电话通信系统由AT&T在芝加哥市中心的地下进行安装。每条光纤能够承载相当于672个语音信道。当时,日本通产省也建立了一个光纤到户实验示范。各大公司开始想象高带宽传输能为人类带来什么,而康宁的科学家们也已开始思考光纤的未来。

AT&T和负责英国电信网络的英国邮政总局认为,连接北美和欧洲的光纤光缆将为全球网络奠定基础,并开创现代信息社会。这两大实体携手总部位于伦敦的设备制造商 Standard Telephones and Cables Ltd 宣布,他们将开发一款能够铺设在大西洋海底的单模海底光缆

尽管市场对带宽的需求正迅速增长,但距离光纤的商业化仍需要更多时间。制造几束跨越 两个实验室的光纤,与为客户大规模生产成卷的光纤是不一样的。研究人员花了20世纪 70年代的大部分时间来改进生产工艺,尝试不同的方法来拉伸光纤,并试验各种材料和不同的折射率分布。

“我们凭借当时已经存在的事物来满足未来的需求,能做到这点实属不易。”Maurer 说。

康宁与AT&T贝尔实验室的研究人员于1972年取得了一项重大突破,研发出了光纤芯层更小、对长距离传输更有效的单模光纤。同时,在康宁其他技术人员的协助下,物理学家Robert Maurer、实验物理学家Donald Keck和玻璃化学家Peter Schultz 在低损耗光纤的基础上继续进行研发。最终于1972年发明了另一种新型玻璃,其性能显著优于1970年所发明的那款玻璃。这种掺杂锗的硅酸盐玻璃不需要热处理或酸处理就能提供优异的效果。

AT&T 团队开始铺设横跨大西洋的光缆已经是十年以后了。1988年,一根AT&T光缆已经可以同时处理40,000个语音通话,而不是最初的4,000个。欧洲和美国之间的通话费用大大降低,一个全球化沟通的新时代已经来临。

然而,那时的沟通主要还是基于电话和图像传真。可视电话可能是当时的人们能想象到的最有趣的东西了。从AOL到网络,再到流媒体音乐和电影,当时的世界离这些创新还很遥远。“我们凭借当时已经存在的事物来满足未来的需求,能做到这点实属不易。”Maurer 说。

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