一根像頭發絲一樣細的光纖改變了什么？說它改變了世界，一點也不為過。

還記得老式的電腦傳輸嗎？你下載一首歌可能需要3分鐘，一部電影可能需要兩小時，那時候叫做“撥號上網”；后來銅纜出現了，直接成為時代信號傳輸主力，讓你的上網網速提升了好幾倍。

眼看跟隊友玩一局有希望了，結果卻經常給你來一個“ERROR”或者“404”，這是因為銅纜太容易受干擾，信號走的路越長，體力消耗的越嚴重，等傳到你這兒已經累趴了。

直到光纖電纜的出現，才讓你的王者、英雄聯盟等系列游戲滿血復活，那叫一個暢快，聽說全世界之所以能聯網，是有無數光纖埋在了各大洋的海底，只要沒有鯊魚在海底無聊啃光纜的話，你的游戲信號一般都很穩定。

所以，光纖確實讓整個世界的發展變“快”了，是個改變世界的料，那么光纖究竟是什么？

什么是光纖？

先來說說理論概念，光纖叫做“光導纖維”，顧名思義就是導出光的纖維，是一種介質光波導，以前的銅纜是通過銅線傳輸電，現在是通過光纖傳輸光，光在光纖里通過無數次折射，最終走到了光纖的尾部，毫發無損地透出來，達到了穩定傳輸信號的目的。

光纖的發展歷史可以追溯到1841年，有一個叫丹尼爾·克拉頓的人，發現光可以通過彎曲的水流來傳導，但這哥們并沒有基于這一發現進一步發明什么。

過了85年，另一個哥兒們J.C.BAIrd聰明了，說既然光能在透明物體里傳輸，那就用石英制造一個光纖，還申請了專利；短短四年，德國的拉姆就把光纖束用在了消化內鏡中，用來傳輸光學圖像。

后面隨著科學的進步，光纖就越來越成熟了，又給光纖涂保護層，又是拉絲套管，各種改進之下，美國的一家公司終于在1970年造出了第一根低損光纖，緊隨其后，光纖通信線路就出現了，并逐漸實現了商業化。

我國1976年自主研發了第一根光纖，1979年9月，我國在上海北京等地開始試驗光纜通信系統，建成了第一批市內電話中繼線路，這標志著光纖應用在中國正式起步。

兩年之后，中國武漢開通了第一條實用光纖通信線路，中國光纖從此走出試驗走進實戰；1986年至2000年，我國通過科技攻關，建設了“八縱八橫”通信光纜，從此光纖通信干線網在全國范圍內覆蓋成功。

2009年，國家推動“光進銅退”計劃，旨在實現“光纖到戶”；2022年我國光纖用戶已經達到了94.3%，基本實現行政村光寬帶全覆蓋。

無論是在中國還是世界，光纖的發明給人類的生活帶來了“速與質”的雙提升，那么這根細如發絲的纖維究竟是靠什么改變人類生活的呢？

光纖的工作原理

光纖的基本結構有四個部分，由內而外分別是纖芯、包層、涂覆層、護套。最核心的纖芯，折射率高，纖芯之外的包層，折射率比纖芯稍低，這兩層形成光纖的結構主體，對光波傳輸起著決定性作用；包層之外是涂覆層，涂覆層之外是護套，涂覆層和護套的作用都是隔離雜光，不讓外界光源干擾光波傳輸，以此提升光纖的強度，保護纖芯不受損壞。

光纖的工作是建立在光的“全反射原理”基礎之上的。啥意思呢？我們想象一下你站在湖邊，有一束光從湖底朝你的眼睛發射過來，光發現原來走在水里，突然走到空氣里，有點難受，于是一部分光就不干了，在水面位置直接逃回了水里，這叫反射。

而另一部分光想堅持一下，走到了空氣里，但體力消耗已經不能保持原來的路線，這就是光的折射。

又過了一會，光源開始在水里作妖亂動，這導致越來越多的光不想進入空氣，都從水面折回了水里，直到所有的光都扛不住選擇了反射而非折射，這就實現了光的“全反射”只在某一種介質里乖乖地走，不愿跑出去了！

發現了這一秘密，科學家們興奮了，說咱就造一個透明管，讓光在里面無數次反射，不折射，這樣光不就能跑到我們想要的地方了嗎？

于是乎，光纖出現了，光就被收集在了光纖里，通過光纖壁不停全反射，咱需要什么信號的光，就放什么光，讓光往哪兒走它就往哪兒走，成功地將光控制在了光纖里，而這些光源就可能是你愛聽的歌、是你愛看的電影，你想搜的網站等所有的數據。

生活中的光纖都藏在哪里？

纖芯一般是由透明玻璃或塑料制作而成，由于光纖的組成材料有很多種，且剖面折射率都不相同，因此光纖的應用領域十分廣泛。

首先就是前文多次提到的光纜。作為信號傳輸的扛把子，光纖就藏在全國覆蓋的光纜線之中，這里包含著咱們生活中的多個部分，譬如互聯網通信，你上班的電腦需要網絡、手機刷視頻需要網絡、做生意沒有無線網就像癱瘓。

再如電視機，我們可能不太看電視了，但是父母沒事還是要看電視的，電視信號傳輸也得靠光纖；還有最基礎的你的電話通話、手機短信等，一切跟信息傳輸有關系的設備想要清晰完整流暢地呈現出來，都無法離開光纖的信號傳輸。

其次是在智能交通領域的應用。咱們每天來來回回經過的紅綠燈交通路口得靠光纖傳輸信號控制運作，車輛的監控監拍得靠光纖傳輸信號，你的愛車跟基礎設施之間的通信譬如提醒你有測速有拍照。

所謂的車聯網需要光纖傳輸信號，高速路的路況、收費系統、鐵路信號傳輸、橋梁隧道監測......凡是你能看到的交通工具上的智能化，都離不開光纖傳導信號。

再有是醫療領域上的應用。光纖在醫療儀器上的使用同樣廣泛，你在醫院見到的CT、B超等影像傳輸、各種內窺鏡，光纖進入身體負責照明跟圖像傳輸，還有大家熟悉的激光手術過程中的光傳輸都是光纖完成的，甚至醫學專家已經開始嘗試通過光纖傳輸功能進行遠程診斷和治療工作了。

除了以上所說的生活常見的應用之外，還有大數據中心之間的傳輸、工業自動化系統、航空航天系統以及能源行業，總之，各個板塊的發展都能看到光纖的身影，其應用的領域已經越來越廣泛，越來越純熟，這些應用給我們的工作和生活都帶來了巨大改變，是人類進步的重要標志。

光纖的普及給世界帶來了哪些巨大的改變？

光纖的應用已經普及到我們普通人生活的方方面面，給人類帶來了顛覆性改變。

首先是推動了通信功能變革。前文已經詳細講述了通信功能在光纖的加持下，已經從“電”通信時代跨入“光”通信時代，這意味著信息傳輸速度的幾何式增長，所容納的大數據充分滿足了快節奏生活之下，人類對于信息量的大需求。

同時，因為光反射出的信息質量也遠高于銅纜或其他介質，我們所接收到的通信質量也大幅提高，在“質與量”的雙重推動下，人類通信實現了大變革。

其次是催生了多媒體的發展。如今的互聯網已經不是簡單的靜態網頁形式了，人們已經進入短視頻時代，這對于背后的數據算力和傳輸承載力要求再一次大幅度提高，如果沒有光線在背后支撐著數據的高速傳輸，我們想無限刷短視頻或者組隊玩一場大型游戲都非常困難，因此光纖的出現將人類的生活體驗推上了一個新的臺階。

最后，光纖推動了很多遠程應用。之前說的遠程醫療、還有與孩子相關的遠程教育、與城市發展相關的空中立體大交通等等，都離不開光纖的普及。

總的來說，時代的發展離不開信息的傳輸，以前的信息傳輸就像是拖拉機在大山土路上轉悠，效率低下，現在的信息傳輸就像是飛機在空中飛，效率高速度快，質量賊好傳輸距離長，還很炫酷。