康宁发现低损耗纤维|光通信|康宁

康宁发现低损耗纤维

康宁发现低损耗纤维

1970年的世界在数据和通信爆炸的边缘咀嚼。

新的发明开始产生远距离移动数据的需求。1969年秋,美国国防部启用了阿帕网,这是连接五角大楼和大学实验室的互联网先驱。像Digital Equipment这样的公司正在制造第一台冰箱大小的小型机,比房间大小的大型机更小、更便宜,这意味着更多的公司可以利用数据来经营业务。第一批自动柜员机仍然很原始,纸质收据有点放射性,便于读取,需要连接才能发送消费者银行信息。又过了一年,一位名叫雷·汤姆林森(Ray Tomlinson)的电脑程序员发出了世界上第一封电子邮件,他首先使用@符号来分隔用户的姓名和地址。

在铜电缆只能承载有限的通话量时,全球企业需要相互通话。音质很细,因为这些线无法承载足够的信息来完全再现一个人的声音。由于需求远远超过了供给,国际长途的话费可能是每分钟4美元(按2020年美元汇率计算是每分钟27美元)甚至更高。

人们越来越需要以低成本远距离传输大量数据和对话。多亏了英国标准电信实验室(Standard Telecommunication Laboratories)的物理学家查尔斯·高(Charles Kao),当时的研究人员已经有了一个可能行得通的理论。

“光纤”一词已在20世纪60年代创造。但最初该术语应用于阴极射线管(看电视),计算机电路和医疗设备的光强化。该技术仅在需要短距离时才能工作。大约20米(大约65英尺)后,信号几乎完全消散。

Kao是第一个看到由光线连接的世界,用光纤作为其培养基。在1966年出版的一个精英文章中,Kao写道,理论上,纤维可能远远优于铜缆或无线电信号。问题是玻璃中的杂质,这导致信号损失科学家称之为“衰减”。挑战在寻找“低损耗纤维” - 玻璃,可以在没有明显的光损失的情况下携带光线。Kao假设它通过净化玻璃,纤维的薄股可以能够在最小的信号损失中携带大量数据。

但没有人知道如何制作这种净化的纤维。英国邮局还负责英国的电话系统,接近康宁寻求新型大批量数据线。康宁为员工罗伯特·莫里尔分配了一个物理学家,前往一支队伍,其中包括两名年轻研究员新的公司:唐纳德凯克,实验物理学家和彼得·舒尔茨,玻璃化学家。

然而,创新的途径总是令人沮丧的,由错误而标志着和实验失败。这导致无数玻璃组合,以及具有不同设计尺寸的实验和用于创造和纯化它们在试验中的组合物的制造方法的实验。团队面临的挑战是将两个眼镜结合在一起。对于每个测试,工人需要从炉子中并排设定的玻璃块拉伸股,然后将另一个在另一个纤维内部进行包装。

他俯身在显微镜下,被一束明亮的光点惊呆了。后来,凯克将其描述为“我想我所见过的最辉煌的东西”。

1970年8月一个星期五的下午,凯克将这种最新的样品插入到团队的设备中进行测试。凯克急于开始他的周末,但想在回家之前衡量一下最新的尝试。他俯身在显微镜下,被一束明亮的光点惊呆了。后来,凯克将其描述为“我想我所见过的最辉煌的东西”。光的损耗是用分贝来测量的。高锟曾表示,要想让他的想法奏效,玻璃的载光能力必须小于20分贝。通过这种新型光纤的光脉冲量在16到17分贝之间。凯克说,就好像他“在实验室里差不多能感受到爱迪生的精神”。那天,凯克在他的笔记本上写下了“哇!”

正如它的发明者在专利申请中所描述的那样,“光波导光纤”是一种比铜线承载信息多65000倍的光纤。又过了4年,1970年夏天的“哇”时刻被美国专利编号3711262载入史书。

在康宁开始大量生产光纤前将是另一九十年。在公司开始使用它之前几年过去了,以便在海洋下面的光缆,连接大陆,并为人们以较低的成本进行通信。

但1970年8月的那个下午标志着一场电信革命的开始,这场革命最终将帮助重塑世界。

光纤的历史

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物理学家查理Kao描述了纤维在1966年的传输信息。但是花了三名康宁科学家试图无数玻璃组合,最终发现可行的低损耗纤维。

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光纤变得真实→

到1978年,光纤走出了实验室,在世界各地首次找到了商业用途。

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语音通话的新时代

在20世纪80年代初,革命开始在语音电话中。这是光纤的到来,它允许公司建立新的高带宽线,以较低的成本携带更多的电话。

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互联网数据爆炸→

20世纪90年代中期将表格设置为互联网时代展开。高带宽光纤网络可以携带跨大陆和海洋的网页,电子邮件和数据。在九十年代结束时,互联网将是人民生活中不可或缺的一部分。

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手机改变生活和工作

在本世纪末,智能手机和云技术将计算从一个地方解放了出来。现在每个人都可以从任何地方连接到互联网。这反过来又产生了巨大的新数据流量,通过光纤网络从一个地方传输到另一个地方。

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云计算和软件作为服务→

由于业务转移到云端,因此消费者使用社交媒体平台不仅要连接而且还要存储照片和文件。康宁创新加上了一个新世内,人工情报和虚拟现实的开头。

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Covid-19危机和一个新的连接时代→

随着2019冠状病毒病(COVID-19)导致整个国家关闭,工作和生活转移到网上,带宽需求前所未有地激增,光纤比以往任何时候都更有必要。

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康宁庆祝纤维诞生50周年

在过去的50年里,光纤已经改变了我们连接的方式,我们迫不及待地想看看未来50年会发生什么。观看视频了解更多关于这一革命性创新的信息。

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