光纤：远比你想象的更坚固

纠结的大白菜

光纤在您眼中的形象是怎样的？是脆弱易碎，还是坚韧可靠？

到目前为止，大多数人眼中的光纤还没有告别易碎、纤细、脆弱的形象。如果你曾经在网上搜索过“光纤”的图像，很可能会找到一些自内向外发出极细的光束的图片。甚至在很多人的想象中，“娇贵”的光纤往往由戴着面具和白手套的实验室技术员小心翼翼地捧在手里，生怕它不小心受到损坏。

一直以来，人们眼中的光纤仿佛总是很“娇贵”

也正因为如此，人们难以想象光纤可以应用于简陋的消费类设备，难以想象光纤像铜线一样被用力扔放到桌上，随着车辆随意颠簸或应用于恶劣的工业和物理环境。这样的观念实际上影响了光纤应用的快速扩展，尽管在目前开始的技术应用中，光纤已经能够胜任以上这些严苛的应用环境，但人们的观念也需要随之改变。除了成本问题之外，要真正实现与消费者设备之间“最后几英尺”的光传输，光纤还需要改变形象，大家需要塑造它的坚韧形象。

面对“最后几英尺”的问题

光子形成于宇宙大爆炸的10秒后，并从那时起一直存在至今。从物理学讲，光子在本质上是相当坚韧的，并且其速度是最快的。其在传输信号时，其可以将大量数据汇集到一个单模光纤中。传输数据量大小取决于光纤的构成、长度以及噪声等因素，但理论上看，每根单模光纤可实现每秒传输千兆比特的信息。很明显的趋势，全球的数据终有一天将通过光传输取代。大多数人都能想象得到，规模宏大的电信光纤通讯网络干线将遍布全球，以接近光速的速度跨数千公里传输数据。不过，它们最终还是会面对“最后几英尺”的问题。

“最后几英尺”类的应用包括消费类类产品、独立系统（比如汽车车载线束）、交换机、路由采集数据卡以及大多数住宅和商业场所。当然，现有的铜线可以很好地解决“最后几英尺”的问题，而且它仍将是设计人员的良好选择。但由于一些具体应用的因素，大家可能需要重新审视这个问题。

从现在开始改变

光纤的重量很轻。大家希翼连接的对象越多，需要用来连接的导线就越多，如果一个应用需要大量线束，光纤将比很重且难以布设的铜缆更加理想。而且，采用新型可弯曲聚合物的光纤要比人们想象的更具弹性、更坚韧，因此适用于空间有限且对重量敏感的商用飞机中的控制和信息娱乐系统的布线。此外，通过光纤传输的光子的变化还可以用于检测结构中的应力和物理变化；非常准确地感知变化的光子神经系统也将不久后问世。一旦这一成果问世，大家无需采用异常高深的量子密码学，也能确保传输不受到黑客攻击。

出于和商用飞机领域相同的原因，汽车行业也正在考虑使用光纤。在今天的汽车中，实现更丰富的信息和娱乐功能需要越多的连接，这让电缆变得非常重。工程师们多次试验将携带PCB中信号的铜线替换为光纤，并通过可靠的光纤布线直接连接元器件。

但不得不说，一种技术替换另一种技术的过程，总是比技术倡导者希翼的更加迟缓。传输光子所需的光学元器件需要一定的成本，而且铜线线束结构的可靠性已经得到多年证明。考虑到这些因素，飞机和汽车设计人员可能并不会轻易颠覆原有方案。但是，技术应用的进步并不会因此停滞，比如很多人已经受益于由光缆布线控制的商用飞机，而人们的最终目标则是实现由光缆取代电缆。

眼见为实，为光纤正名

如果你实地参观过光缆制造工厂，你可能会对光纤生产的过程感到惊讶。所有通过光纤连接的最高科技的产品，最开始只是一大块厚厚的硅片。人们用采用高温对硅进行加热将其熔化，并为其涂上锗或其他金属元素，再经过一段时间的煅烧后，玻璃块将被送至100多英尺高的提塔进行重新加热，然后拉成大家熟悉的长条，镀上保护涂层，并缠绕到运输线筒上。通过以上这些类似于煅工烧制过程所制造的二氧化硅传输介质，已经变得非常坚韧了。

今天，改变光纤“娇贵”形象、加速其应用发展的努力还将继续。如果有一天，当大家在网上搜索“光纤”，看到的图片是安装人员的货车装满工具、梯子、快餐包装以及随意扔放的光缆时，这才意味着光纤已经成功突破了“最后几英尺”的问题。大家相信，这一天终会到来。