這裡有一份通往光通信時代的邀請函，請接收

出品：科普中國

製作：生生不息團隊 黨以凡

監製：中國科學院計算機網路信息中心

上世紀30年代，曾有人提出這樣的觀點：「總有一天光通信會取代有線和微波通信而成為通信主流」，早在那樣的年代，光纖通信技術在未來通信中便已顯示出其重要性。

在日前舉行的「2017光信息與光網路大會」上，工程院院士趙梓森表示，我國現已實現技術突破，可以製造並鋪設電纜。他還表示，本次我國製造的是第二代海纜，美國、日本在去年剛開始啟用。要知道，中國此前並不會製造海纜，僅會購買洋品牌鋪設。

圖片來源網路

如今，光通信技術已經很成熟，成為各種通信網的主要傳輸方式，光纖通信在信息高速公路的建設中扮演著至關重要的角色，歐美等發達國家已經把光纖通信放在了國家發展的戰略地位。現在光纖的使用已不只限於陸地，光纜已廣泛鋪設到了大西洋、太平洋海底，這些海底光纜使得全球通信變得非常簡單快捷。

光纖通信的優勢

光纖通信之所以能被如此廣泛的應用，在於它與其他通信方式相比有諸多獨有的優勢：

首先，現有的以電為主的通信系統都不可避免地會受到電磁干擾，而唯有光纖通信不會，這就大大增強了通信的穩定性與實踐性。

其次，光纖通信之所以魅力四射，其奧妙還在於它的原材料不是金屬，而是資源豐富的二氧化硅。用光纜取代電纜，可以節約大量的有色金屬，這具有重大的戰略意義。

最後，光纜的體積小、重量輕，顯示出特有的優越性。相同話路的光纜要比電纜輕90%～95%（光纜重量僅為電纜重量的十分之一到二十分之一），而直徑不到電纜的五分之一。

通信光纜的類型

針對各種應用和環境條件等，通信光纜有架空、直埋、管道、水底、室內等敷設方式。

架空光纜：架掛在電杆上使用的光纜，可以利用原有的架空明線桿路，節省建設費用、縮短建設周期。架空光纜掛設在電杆上，要求能適應各種自然環境。

直埋光纜：外部有鋼帶或鋼絲的鎧裝，直接埋設在地下，要求有抵抗外界機械損傷的性能和防止土壤腐蝕的性能。

管道光纜：管道敷設一般是在城市地區，管道敷設的環境比較好，因此對光纜護層沒有特殊要求，無需鎧裝。

水底光纜：敷設於水底，穿越河流、湖泊和灘岸等處的光纜。這種光纜的敷設環境比管道敷設、直埋敷設的條件差得多，因此必須採用鋼絲或鋼帶鎧裝的結構，護層的結構要根據河流的水文地質情況綜合考慮。

機器人鋪設海底光纜（來源網路）

海底光纜：也是水底電纜，但是敷設環境條件比一般水底光纜更加嚴竣，要求更高，對海底光纜系統及其元器件的使用壽命要求在25年以上。

海底光纜的結構

用于海底光纜的光纖比陸地光纜所用的光纖有更高的要求：低損耗、高強度、製造長度長，光纜的中繼距離長，一般都在50公里以上，在光纖的傳輸性能方面要求在25年以內不會變化。

在海底光纜的結構方面，要求能經受強大的壓力和拉力，特別是深海光纜（敷設在水深1000米以上海底的光纜），在敷設和維修作業中除了光纜本身的重量外，還要加上海浪加到光纜上的動態應力。

海底光纜的結構要求堅固、材料輕，但不能用輕金屬鋁，因為鋁和海水會發生電化學反應而產生氫氣，氫分子會擴散到光纖的玻璃材料中，使光纖的損耗變大。因此海底光纜既要防止內部產生氫氣，同時還要防止氫氣從外部滲入光纜。為此，在90年代初期，研製開發出一種塗碳或塗鈦層的光纖，能阻止氫的滲透和防止化學腐蝕。

此外，光纖接頭也要求是高強度的，要求接續保持原有光纖的強度和原有光纖的表面不受損傷。

海底光纜結構（來源網路）

按照上述要求和特點，海底光纜的基本結構是將經過一次或兩次塗層處理後的光纖螺旋地繞包在中心加強構件（用鋼絲製成）的周圍。

光纖設在螺旋形的U形槽塑料骨架中，槽內填滿油膏或彈性塑料體形成纖芯。纖芯周圍用高強度的鋼絲繞包，在繞包過程中要把所有縫隙都用防水材料填滿，再在鋼絲周圍繞包一層銅帶並焊接搭縫，使鋼絲和銅管形成一個抗壓和抗拉的聯合體，這個銅管還是傳送遠供電流的導體。在鋼絲和銅管的外面還要再加一層聚乙烯護套。這樣嚴密多層的結構是為了保護光纖、防止斷裂以及防止海水的侵入，同時也是為了在敷設和回收修理時可以承受巨大的張力和壓力。

即使是如此嚴密的防護，在80年代末還是發現過深海光纜的聚乙烯絕緣體被鯊魚咬壞造成供電故障的實例。因此在有鯊魚出沒的地區，在海底光纜的外面還要加上鋼帶繞包兩層和再加一層聚乙烯外護套。

海底光纜的應用

1988年，在美國與英國、法國之間敷設了越洋的海底光纜（TAT-8）系統，全長6700公里。這條光纜含有3對光纖，每對的傳輸速率為280Mb／s，中繼站距離為67公里。這是第一條跨越大西洋的通信海底光纜，標誌著海底光纜時代的到來。

TeleGeography提供的2015全球海底光纜布局圖（來源網路）

進入90年代，海底光纜已經和衛星通信成為當代洲際通信的主要手段。我國自1989年開始到1998年底已經先後參與了18條國際海底光纜的建設與投資。海底光纜承擔的洲際通信業務量逐年上升，已經超過了衛星通信的業務量，成為現代洲際通信的主力。

科技在發展，時代在進步，從舊時車馬載信慢到如今通話訊息飛速傳，日新月異的變化讓我們目不暇接，也讓我們受益無窮，我國在光通信技術上的進步與領先更顯示出了大國的尊嚴與素養，未來光明可期，也願我們能在信息化時代里能越走越穩，越走越好。

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