畅游互联网、欣赏高清电视节目、与千里之外的友人通话、接受胃镜检查……这一切都要归功于刚刚获得诺贝尔物理学奖的华裔科学家高锟发明的“光导纤维”
一条条细如发丝的光纤，令电子信息越洋千里，建立起互联网世界。76岁的“光纤之父”高锟，凭借40年多前的发明，夺得诺贝尔物理学奖。
“高锟确实很牛，他对全球通讯科技的发展做出了巨大贡献。”吴重庆，北京交通大学教授、博士生导师，理学院光信息科学与技术研究所所长这样评价这位新晋诺奖得主。
利用光反射廉价传信息
光在弯曲的光纤中传输的损耗小到几乎可以忽略不计
物理学家丁达尔很早就发现，光能够沿着容器中放出的曲线水流传输，也能够在弯曲的玻璃棒中前进。这并非是光直线传输的特性发生了改变，而是因为光的全反射作用，即在特定条件下，光在弯曲的水流或者玻璃棒的内表面中发生了多次全反射，看起来好像光在弯曲前进。
利用光的全反射原理，1966年，高锟发表了“光通讯”基础理论，提出以一条比头发丝还要细的光纤代替体积庞大的千百万条铜线，用以传送容量几近无限的信息，他计算出如何使光在光导纤维中进行远距离传输。这项成果最终促使光纤通信系统问世，为当今互联网的发展铺平了道路。
吴重庆教授解释说，“光纤”是光导纤维的简称，光纤通信是以光波作为信息载体，以光纤作为传输媒介的一种通信方式。光纤通信的原理是：在发送端首先把传送的信息（如话音）变成电信号，然后调制到激光器发出的激光上，使光的强度随电信号的幅度（频率）变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息。
光纤的基本原料是廉价的石英玻璃丝，这种材质可以做的非常细非常软，细到直径只有几微米到几十微米，一根光纤可以拉长至几十公里，只要入射角满足一定条件，光束就可以在光纤中弯弯曲曲地从一端传到另一端，几乎不会中途漏射。“这么说吧，10公里长的光纤具备的透光性要优于厚度3毫米的普通玻璃，因此它的损耗率几乎小到可以忽略不计。”
制造出第一根光导纤维
全球60亿人同一时间两两通话只需一对光纤
说起光纤的“前世”，吴重庆介绍，进入19世纪以来，人类陆续发明了电报、电话等，长距离的信息交流成为可能。当时迫切需要找到一种高速、便捷、成本低廉、信号损失很小的长距离信息传递介质。“虽然也有不少科学家在研究类似课题，但直到1966年，高锟发表‘光通讯’基础理论后，这一问题才得以圆满解决。”
高锟提出了用玻璃代替铜线的大胆设想：利用玻璃清澈、透明的性质，使用光来传送信号。对这个设想，许多人都匪夷所思，但高锟成功论证了光导纤维的可行性。
为寻找“没有杂质的玻璃”，高锟费尽周折，去了许多玻璃工厂，到过美国的贝尔实验室及日本、德国，跟人们讨论玻璃的制法。后来，他发明了石英玻璃，制造出世界上第一根高纯光导纤维，将其内会吸收激光的杂质抽除，从此光可传送万里，使科学界大为震惊。
为了形象地表示光纤的传导作用，吴重庆举例说，一束光通过光纤可以不加任何放大地传输100公里，如果做一些技术的加强，可以传输几千甚至上万公里，也就是说北京和纽约这两个分属不同大洲的城市，可以清晰地利用光纤进行光的信号传递。
“光纤信息传输能力不仅体现在距离长，也体现在容量大。”吴重庆说，“假设现在全球有60亿人，分成两拨，每拨30亿人，让他们通过光纤在同一时间两两通话，只需一对光纤即可实现，这是多么大的容量。”
光纤不仅有效解决了信息长距离传输的问题，而且还极大地提高了效率并降低了成本，一根普通光纤，一公里仅需8毛钱左右，而一根普通金属内芯的电缆，一米就有一块多钱。光纤还具有重量轻、损耗低、保真度高、抗干扰能力强、工作性能可靠等诸多优点。
光纤正改变我们的生活
铜缆宽带只是过渡，光纤入户上网最理想、最经济
光纤已成为信息社会的基础，正改变着我们的生活。诺贝尔奖评委会这样描述说：“光流动在细小如线的玻璃丝中，它携带着各种信息数据传递每一个方向，文本、音乐、图片和视频因此能在瞬间传遍全球。”
吴重庆表示，光纤通信的诞生和发展是电信史上的一次重要革命，与卫星通信、移动通信并列为三大通信技术。进入21世纪后，由于因特网的迅速发展和音频、视频、数据、多媒体应用的增长，对大容量（超高速和超长距离）光波传输系统和网络有了更为迫切的需求，现在美、日、英、法等20多个国家已宣布不再建设电缆通信线路，而致力于发展光纤通信，我国光纤通信也已进入实用阶段。
光纤通信的应用领域很广泛，吴重庆举例说，假如在北京的家中与上海的朋友打长途，信号经过的路径是北京的家——北京市话局——北京长途电信局——上海长途电信局——上海市话局——上海朋友的家中，这个过程中，除从家到电话局及从电话局到家这一部分外，其余线路都采用的是光纤通信，这使人们打长途电话的费用越来越低。
“至于最后一段未通光纤的部分，这正是我国正在推行的‘光纤入户’工程。”吴重庆介绍，“光纤入户”是指一根光纤直接到家庭，简称“FTTH”，它的含义是指光纤到达住户的家门口，在端局和住户之间没有铜线。“现在FTTH是国家‘十一五’期间的重点科研项目，入选国家863计划。”目前ADSL、局域网等多种“宽带”上网服务只是过渡，光纤入户才是最理想、最经济的上网方式。
链接
2013年全球1.3亿家庭光纤入户
“光进铜退”、“光纤到楼”、“光纤入户”，目前不仅是中国三大运营商的重要发展目标，更是全球通信产业的发展趋势。
2009年上半年，国内光纤需求量首次超越美国，成为全球最大的光纤需求国。最新报告数据显示，2009年全球光纤用户数增长率将超过32%，今后几年，光纤用户还将继续以接近30%的速度增长，到2013年，全球光纤连接家庭将达到1.3亿户。只有“光纤入户”，在网上看数字电视、进行远程教育或远程医疗才真正成为可能。
“光纤入户”，不需要缓冲就能浏览信息，在线电影也十分流畅。目前大部分居民使用的都是铜缆宽带，这种宽带存在很大的“速度损耗”，一般距离电信基站超过1.5公里，宽带的速度就很难再提升。而光纤不仅没有“速度损耗”，网速比铜缆宽带提升20倍甚至更多，而且稳定性更好。