你上网只需要1毫秒他却用了半个世纪.docx
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你上网只需要1毫秒,他却用了半个世纪
乌鸦上尉作品
大家好我是乌鸦上尉上网对于我们来说已经很普遍了甚至一天不上网这日子都没法过大家也肯定在小区里面看过运营商打的光纤宽带的广告
相比普通宽带光纤用光信号进行数据传输速度会有一个飞跃最直观来说就是我们下电影的速度会变得很快
大家肯定有印象我们90后小时候下一部电影速度能到100kb/s就算快的了大多数时候都是几十几十的等得人特别焦心
但是现在下载速度2m/s都要被人嫌弃慢了这就要得益于光纤的普及了
其实,早在上世纪七十年代我们中国就有光纤了而且还是自主研制的从实验室到大规模民用我们走过了半个世纪的艰辛之路说起中国光纤就不能不提到一个人那就是被称为中国光纤之父的赵梓森
1932年,赵梓森在上海出生因为是早产儿所以小时候的赵梓森体弱多病但他偏偏还是个兴趣广泛的孩子家人越是不让他动他就越喜欢多动
每天放学后,赵梓森根本闲不住自己摸索着做东西几岁的时候什么氢气球、收音机、模型飞机他自己就都能做出来
也多亏了这些爱好赵梓森的身体越来越结实再也没有病恹恹过他做的模型飞机还在市里获了奖
1937年,日军入侵上海赵梓森一家逃到了英租界靠开小百货店过活后来太平洋战争爆发日军大举进攻英租界赵梓森当时只有9岁却冒着日军装甲车的枪林弹雨路上还带着两个弟弟安全地逃到了亲戚家受到了全家大人的称赞
解放后赵梓森考入上海交大在自己最感兴趣的电信专业学习毕业后,他被分配到武汉邮电学院成为了一名教师
1969年,赵梓森接到了学院的一个研究项目“大气传输光通信”简单来说就是用激光通信
当时所有人都没有多少经验赵梓森刚接手时他们试验的空气传输有效距离仅仅只有8米试验进度也特别慢比如,要校正天线必须用到平行光管但是平行光管一年后才交货东西不到位研究人员就没法儿工作
但是赵梓森脑子特别灵活他从小的动手经历让他想出了个好点子“太阳光就是平行光线用太阳光就可以校正”
于是,他带着大家把天线搬到了屋顶利用太阳光校正了天线传输距离只有8m远远不够赵梓森经过一年多的努力大大提高了设备的传输距离
实验时,赵梓森让人把整个设备搬到武汉最高的六渡桥水塔上实现了“大气传输激光通信”距离达到了10公里!
看到这个结果领导和同事都为此欢欣鼓舞
但是赵梓森却没有急着高兴因为他发现大气传输有一个致命的缺陷那就是碰上雨雪雾的天气就完全失灵了
可是平时使用的时候怎么可能保证一直是晴天万里呢?
所以,他认为大气传输只是看上去很美以当时的成果无法保证24小时不间断使用那就根本不能用于邮电通讯必须要找新的办法!
当时中国正处于文革时期科研交流与世隔绝图书馆里也只有几年前的外文杂志想要找到一些先进的文献简直是大海捞针
赵梓森却愣是从图书馆一堆老旧的资料里找到了一篇华裔科学家高锟在1966年发表的光纤通信论文《光频介质波导》
高琨可是世界光纤之父后来诺贝尔奖的获得者虽然当时高琨还没有这些头衔但是赵梓森也敏锐地察觉到这篇论文非常厉害
就好像找到了一本武林秘籍一样当时没有复印机赵梓森仍然要亲手把整篇论文一字一字抄回去再一个字一个字地弄懂经过深入钻研赵梓森认定光纤通信技术具有巨大潜力
可以说,赵梓森当时的判断超过了全世界绝大多数人高琨在美国提出光纤技术的时候绝大多数人都是反对的
因为当时的主流认为光纤技术的难点在于如何将信号的损失降到最低而世界上都用光学玻璃作为载体当时最好的光学玻璃是德国的蔡司相机镜头但即使用的是最好的玻璃光损失仍高达每公里700分贝所有人都对此束手无策
而在高锟的论文中他提出玻璃丝的损失可低达20分贝他的论文一出整个业界哗然美国的很多科学家根本不信能做到这种程度
美国的贝尔实验室和康宁公司在1972年,烧了足足3000万美元终于做出了3根长30米损失仅为20分贝的光纤
仅仅一年之后1973年,赵梓森提出要搞中国自己的光纤
在美国,尚且有多数人反对光纤在当时文革还没结束的中国谁会相信这种东西?
没有任何悬念他的主张遭到了上级的强烈反对领导在几百人的大会上点名批评他“玻璃丝怎么可能通信而且还要好几千万的研究经费如果失败赵梓森,你负得了责吗?
!
”
于是,赵梓森的提议被绝大多数人否定了
但就在这个时候著名科学家钱伟长起到了关键作用
钱伟长那时正好访美归来在美国见识到了这项先进的技术于是,钱伟长特地找到相关部门要求把光纤加入到科研规则中1973年,在全国邮电科研规划会上赵梓森拜访了钱伟长并得知美国光纤通信研究已取得突破性进展他们的光纤衰减已降到每公里4分贝以下
听了钱教授的介绍赵梓森更加感到时不我待美国有的东西我们中国也要有我们不能落在别人后面!
于是,他向邮电部和国务院科技办公室作了详细报告最后,他终于被允许开展研究
不过研究初期赵梓森的光纤项目只是一个可有可无的小课题不光经费和人员都是最少的连正规的实验室也没有一个赵梓森和三个人一起只能在实验楼厕所边的清洗室内做化学试验
因为仪器简陋做实验的时候常常出事故有一天,赵梓森在倒四氯化硅时由于同事配合不好四氯化硅在室温下又会沸腾四氯化硅一下子喷到了赵梓森的右眼里产生的氯气让他右眼剧痛当场晕倒
同事马上把他送到医院抢救可是医生也不知道怎么处理直到赵梓森苏醒才对医生说“用蒸馏水冲眼睛,打吊针就行”2个小时后赵梓森才终于恢复正常但他也没有休息而是立刻回实验室工作在试验光纤材料时赵梓森他们发现当时我们的化学工业水平很难用玻璃制造出合格的光纤材料
于是,赵梓森另辟蹊径想采用石英作为材料
可是,他们一开始化学水平不够只用酒精灯加热结果温度不够没有反应
改用石墨炉之后温度是到了1200℃但是反应时间不够原料气体没反应完全就出来了啥也没得到
于是,他们又增加石墨炉个数保证反应时间结果出了一些粉末大家以为是石英高兴地跳了起来结果一分析粉末只是含水的硅胶根本不是石英
就这样他们一点一点自己摸索光石英就失败了几十次自己改良了管内化学沉积法才终于研制出了石英光纤
当时中国在研究光纤的除了赵梓森所在的武汉邮电学院还有中科院的福州物质结构所而国务院科技办拿不出那么多钱供两个单位一起研究所以,只允许有一个单位负责光纤通信项目他们必须证明自己的进展比对方快
赵梓森的心血没有白费经过专家测评赵梓森团队的石英光纤力压中科院的玻璃光纤正式成为了光纤通信项目的总负责
历经千辛万苦,1977年5月在“邮电部工业学大庆展览会”上武汉邮电学院用自主研制的16米光纤展示了光纤传输黑白电视信号刷新了所有人的认知
会议预展那天当时的邮电部长钟夫翔在会场看到赵梓森的展示时
感到非常惊奇
钟夫翔觉得这个项目有重大价值但又怕这是骗人的毕竟这种东西那时基本只能在美国见得到
于是,他直接让赵梓森站到一旁
让他亲自把光纤拿掉再装上想看看是不是真的然而,赵梓森却对钟夫翔说拿掉就放不回去了这是因为赵梓森团队资金不够没有精密的微调机构他们平时只能靠着巧思用螺丝钉加橡皮泥组合起来微调花了半小时才能对上让他临场做出来是不现实的
钟夫翔觉得事关重大就告诉赵梓森回去用仪器好好准备他下星期再来看
赵梓森回去后采用了容易对光的检测器一星期后他顺利在钟夫翔面前完成了演示
两周之后,邮电部就发来文件光纤通信咸鱼翻身正式成为了邮电部重点项目
这下,赵梓森就有更多经费了也能要来更多的人了院长找来赵梓森问“搞光纤需要多少人?
多少钱?
院里全力支持”
赵梓森回答说:
“全院所有人也不够因为我们需要光纤生产车间
光器件研究所生产激光器还要发展数字通讯”
院长看着赵梓森的样子心里虽然打鼓但还是选择相信他于是,武汉院下马了其他全部的项目把所有的资金和精力都放到光纤的研究上有了这个基础赵梓森的光纤项目得到了迅速的发展
1978年,中国迎来改革开放赵梓森随邮电代表团到意大利参加国际光通信会议
意大利专家见到了赵梓森看他样子土里土气的以为咱们中国科研人员都是一帮做不出成果的穷鬼他们非常傲慢地说:
“你们可以派人找我们学习光纤通信但每个人要付20万美元学费”
结果,意大利专家回访中国时专门到武汉院参观光纤通信却发现中国的光纤通信技术比意大利还领先……意大利人臊了个大红脸没好意思再提教我们的事参观完我们的成果之后意大利专家还赶紧向国内发电“中国的光纤通信很好我们的培训方案是错误的赶快收回”怕丢脸丢大了不过,那时中国的技术虽然让意大利专家大惊失色但距离美国日本还有很大的差距我们虽然始终在追赶但是因为我们没钱对方总是能比我们快一步
1976年,武汉院刚刚进行了一次光纤通话实验同一年,美国已经开通了世界第一条实用光纤通信线路从华盛顿到亚特兰大速度达到44.7Mbit/s
1979年,赵梓森的团队拉制出中国第一根具有实用价值的光纤每公里衰耗只有4分贝
这对于当时的我们而言已经是一个奇迹了然而同一年日本电话电报公司就研制出了0.2分贝的极低损耗石英光纤1981年,国家意识到光纤通信对于信息时代至关重要于是,光纤通信的“八二”工程正式立项负责人就是赵梓森
1981年12月中国第一条实用化的光纤通信线路在武汉开通线路长13.3km传输信息速率为8.448Mbit/s建成后获得了良好的通信效果1984年,日本实现了中继距离50km速率为1.7Gbit/s的实用化光纤传输系统在通信距离和速率上再次将我们远远甩在身后
1980年代美国和日本的光纤产业已有相当的规模并且出现了康宁、住友等巨头企业
而我们别说产生巨头企业了技术也远远不如人家传输速率最高只能达到1Gbit/s这远远不够赵梓森团队已经拼尽全力了但我们和美日的差距并没有缩小多少赵梓森分析之后认为我们一再追赶不上关键因素是我们国家整体的工业水平不够
光纤通信离不开三大要素光纤、激光器和通信机以当时中国的工业水平虽然我们都能自主研制但是都不如美日的好这些基本的东西不行光纤的推广使用只会被不断延误我们和美国的差距不会缩小为了解决这一切赵梓森决定走技术引进+自主研制的路
这个想法又引来了质疑有院士问赵梓森“你在文革时全靠自己也把光纤做出来了为什么要引进国外的技术?
”
赵梓森说“不错不靠外国我们也能制造生产光纤但我们的光纤制造设备熔炼车床太落后用2年就生锈腐蚀了不能保证精度外国的机床是不锈钢的我们还没有不锈钢这是中国工业基础的问题引进外国的设备研究速度肯定会加快”其实,引进外资和技术也正是我们改革开放的目的之一作为光纤引进小组负责人赵梓森首选的就是世界第一的康宁公司但是对方看我们有求于他直接坐地起价我们给不出那么多钱只能选择放弃
康宁不行我们又联系了日本的住友公司我们要求住友在合同里保证光纤要达到的技术指标对方不同意根本不打算好好教我们如果换不回技术那么这些钱等于还是打了水漂这是我们不能接受的于是,合作再次夭折最后我们找到了荷兰的飞利浦公司没想到,荷兰人对我们的要求全都接受双方在武汉成立了长飞光纤光缆公司在双方的技术交流中荷兰专家对我们的能力表示惊叹“从来没有遇到技术这样精通的学员”
后来,荷兰人没教多久我们就青出于蓝荷方人发现我们生产的光纤质量比他们自己产的还好干脆自己就不生产了直接用我们的
从那以后中国光纤的技术就飞速发展中荷合资的长飞光纤光缆公司经过二十年的发展目前在光纤、光缆及光纤预制棒三大主营业务领域全面问鼎世界第一
我们从一无所有发展到了光纤制造完全自主每年可以生产总长2.5亿芯公里的光纤位居世界第一并且把芯公里近千元的光纤价格降到了每芯公里80元让原来外国人垄断的高价光纤变得比面条还要便宜
技术上,我们也是世界一流在现在的世界上光纤传输速度能做到100Tbit/s的只有中美日三国!
长飞所在的技术产业开发区也发展成了中国光纤通信的发源地也就是武汉的光谷地区
经过五十年的奋斗我们终于能和世界光纤巨头平起平坐了长飞也带动了中国光纤产业的发展它通过技术转让扶植了一批中国的本土企业其中就有在《大国重器》第二季中亮相的江苏亨通集团
21世纪是海洋的世纪
目前全世界95%的国际通信都要依靠海光缆在接下来的5G时代海光缆肯定也是大家争夺的焦点
超级海光缆的核心技术是光纤预制棒被
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