从高锟获奖看光纤通信的发展

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从高锟获奖看光纤通信的发展
■中国工程院院士 赵梓森

在获悉华裔科学家高锟获得2009年度诺贝尔物理学奖的喜讯后，中国工程院院士、中国光纤之父赵梓森日前欣然撰文，对高锟的获奖表示由衷的祝贺，并深情回忆了他与高锟交往的珍贵片断。尽管作为中国光纤之父，赵梓森院士对我国光纤通信技术发展作出了开创性贡献，但他依然谦虚地多次公开声明，由他主持研制成功的我国第一根实用化光纤，曾经在理论上受到高锟先生的重要启发。赵梓森院士在文中还阐述了光纤通信技术的最新发展和对光纤通信美好未来的展望，对于业界具有重要的启发意义。

1979年，我随邮电部代表团到意大利参加国际光纤通信会议，见到高锟，他是大会的领导人。我们去拜访他，他说他会说中国话，他告诉我：中文名高锟，英文名CharlesK.Kao，1933年出生中国上海。12岁时随律师职业的父亲离开中国内地。我们非常高兴。
我很早就听说有人提出设想用玻璃丝来通信，要求光纤对光能的损失为20分贝/千米。当时绝大多数人认为这是不可能的，包括我也是。因为当时世界上最好的玻璃是照相机镜头玻璃，其损失是700分贝/千米，窗玻璃的损失是X万分贝/千米。1972年底，我从文献中发现：美国的康宁玻璃公司竟然研制出光纤的样品，其损失小于20分贝/千米，长20米，据说花了3000万美元，认为值得。我即意识到：光纤通信是可能的，并将引发一场通信技术的革命！然后，我查找到英国的高锟在1966年IEE杂志上发表的原始文章“光频介质波导”，该文阐明了光纤波导的传输理论，并指出用光纤通信可得到巨大的带宽，提出了单模光波导的结构模型，但作为长距离通信，就要求光纤的损失小於20分贝/千米。从而，1973年我在我的工作单位武汉邮电学院（武汉邮电科学研究院的前身）提出研究光纤通信这一课题。我们在“文化大革命”与世隔绝的环境下，毫无外援，克服重重困难，在武汉邮电科学研究院研制出可实用的光纤。
约1980年，高锟在美国ITT国际电报电话公司任首席科学家，率代表团来我院参观交流。当时高锟作为代表团团长说：“中国的光纤技术有如此水平，我十分惊讶。中国的光纤通信有一个良好的开端。”其后，我在国外和95港许多国际会议上遇到高锟博士，特别是在95港遇到他多次。因为他在一段时期任95港中文大学校长。
2003年，中国在武汉举办光纤通信国际交流会，高锟博士应邀参加会议。其间正好遇到他的生日，武汉邮科院为他举行了庆贺会。他对中国的光纤通信研究很支持，他很谦虚，十分友好！
最近，有记者问我：“为什么高锟现在获得诺贝尔奖？”我的回答有以下原因：首先，过去诺贝尔奖偏重於基础理论，这次，对具有重大影响的工程应用很重视。其次，有了光纤，没有高速度的光源还不能发挥光纤通信宽带的作用。1976年，贝尔实验室建成世界第一个光纤通信线路，从华盛顿到亚特兰大，因为高速度的半导体激光器世界上还未研制成功，只能用低速度的发光管LED作光源，所以其通信速度仅为45Mbps。1982年1月，中国第一个光纤通信线路在武汉建成，也是采用LED作光源，通信速度为8Mbps，可容纳120路电话，而电缆通信可容纳1800路电话。所以当时，尽管光纤通信可以使用，但许多人对光纤通信的评价甚低。
1981年，世界上第一个半导体激光器研制成功。1984年，美国采用激光器的光纤通信的速度达144Mbps，可容纳电话1920路，放大站的距离数十公里，都超过电缆通信。1988年中国邮电部宣布：长途全部采用光纤通信线路，不再采用电缆通信线路。1996年，许多新的光电子器件研制成功，如各种波长的激光器、光滤波器等，使光纤通信的速度大大提高。
现在实验室光纤通信系统的速度达32Tbps（1T=1000G）。2005年，中国上海－杭州建成的光纤通信线路，速度为3.2Tbps，可容纳5000万路电话，是当前世界最大的商用线路（863项目）。光纤通信的带宽几乎是用之不尽！
总的来看：对光纤通信，最早绝大多数人认为不可能。后来，虽然光纤通信已经实现，但由於光源和其他光电器件不成熟，使光纤通信的优越性不能充分发挥，许多人对光纤通信评价不高，尚不重视。现在，光纤通信技术充分成熟，光纤通信已广泛使用，因特网和无线移动通信网，都必须以光纤网为基础而运行。人们的生活与光纤通信息息相关。可以说：光纤通信是信息时代的重要支柱。人们已经认识到光纤通信对人类是那么重要！