“我國既是光通信大國，又需要發展成為光通信強國”

互聯網時代，信息和數據的傳輸無處不在。無論是全光網絡建設，或是移動網絡3G、4G和即將到來的5G，都離不開信息傳遞的載體——光纖。光纖，細如發絲，乍一看普普通通，但這一信息“神經”卻凝聚了諸多尖端技術。

一根頭發絲粗細的光纖從實驗室產品到能容納全球48億人同時在線通話;一個從無到有的產業從全套引進到年產量達到繞地球幾千圈，造就多家全球光纖業“領袖企業”，參與制定行業國際標准，光纖及其產業書寫出一個精彩的中國傳奇。

故事，得從號稱“九省通衢”的武漢講起。

1976年3月，武漢南望山，大地已經吐露出春天的氣息。

武漢郵電科學研究院一個清洗間改造成的實驗室裏，一根長度為17米的玻璃細絲——中國第一根石英光纖，從趙梓森手中緩緩流過。檢測儀器檢測：光纖短波長0.85毫米，按照光的衰耗單位計算，衰耗為每公裏300分貝，達標。

少有人意識到，這是一個傳奇的開始，包括後來被稱為“中國光纖之父”的中國工程院院士趙梓森。

如今，對通信業再外行的人，也知道光纖了。光纖到底是啥物質，“就是石英，說白了就是和玻璃一樣的物質”，今年84歲高齡、但依然精神矍鑠的趙梓森說。

趙梓森並不是一開始就盯上了光纖通信。上個世紀70年代初，趙梓森作為技術負責人承擔的國家科研項目“激光大氣傳輸通信”取得了成功。領導很高興，但趙梓森並不高興。“下雨下雪，大氣傳輸通信就‘歇菜’，不能‘全天候’。”

1972年底，趙梓森第一次聽說美國在研究“光纖通信”——利用玻璃絲進行通信。他敏銳地意識到，光纖通信在未來大有希望，提出要發展“光纖通信”的科研項目。

1973年5月，趙梓森參加了全國郵電科研規劃會，在會上拜訪了剛剛隨中國科學家代表團訪美歸來的清華大學錢偉長教授，得知美國光纖通信研究已取得突破性進展，石英光纖衰減已降到每公裏4分貝以下。

當時的通信傳輸依靠銅線電纜，傳播距離只能達到100米，更長距離就需要通過中繼站來延續信號。而美國的光纖傳輸衰耗要比銅線低得多，傳播距離達到數千米。

趙梓森意識到時不我待，1974年8月寫出《關於開展光導纖維研制工作的報告》，並先後向郵電部和國務院科技辦公室作了詳細彙報。

現在習以為常的“玻璃絲”，在那個年代聽起來似天方夜譚。玻璃絲怎么能通信?趙梓森回憶說，當時就有領導在幾十人的大會上對他說：“趙梓森你不要胡搞，要花幾千萬，你負得了責嗎?”

立項一上來就遇到強烈的反對聲，包括來自郵電部、武漢郵科院和北京郵科院這些有分量的部門。好在，還有懂科技的個別領導支持，光纖通信上馬了。1974年，國務院科技辦公室同意將光纖項目列為國家項目。

項目立了，但也就是個“可有可無的小項目”。起步時，趙梓森拿到很少的錢，有了幾個人的研發團隊。院方撥給趙梓森一間不大的清洗間。還沒來得及騰清的房間在樓梯拐角處，緊挨著廁所，靠牆是一排水槽，七八個水龍頭，屋中間的台案上，散亂擺放著一些瓶瓶罐罐。

趙梓森的——也是中國的“光纖之旅”就這樣起步了。

熔煉車床沒有，拉絲機沒有，怎么辦?搞不到洋的，土法上馬，按照國外科技文件仿著來。幾盤電爐、幾只燒瓶、一台廢舊車床，這就是當時的光纖拉制核心設備。

拉出光纖首先要熔煉出合格的石英玻璃棒，這是一項危險的實驗，稍有不慎還會引起爆炸。在一次實驗中，氣體管道突然漏氣，四氯化矽沖出來，與空氣接觸馬上變成毒性很強的氯氣和鹽酸，直沖進趙梓森的眼睛和口腔裏，他頓時暈倒在地。幸虧同事及時送醫，否則後果不堪設想。“搞科研，也要敢冒生命危險。”回想起當時的情景，趙梓森淡然地說。

一個科研項目，與一個國家的整體實力也有千絲萬縷的聯系。就拿做光纖預制棒的熔煉車床來說，核心部件因為要接觸高酸物質，解決不了腐蝕問題，就沒法保證精度。“當時中國沒有不鏽鋼，我趙梓森總不能去煉鋼，這是中國工業基礎的問題。”談起當時的困難，老院士十分感慨。

1979年，趙梓森的團隊終於拉制出中國第一根具有實用價值，每公裏衰耗只有4分貝的光纖。

1982年，他和同事們又研制、設計、安裝並開通了8M/秒的光纜市話通信工程。我國第一條實用化的光纖通信線路，跨越武漢三鎮聯通。

從百萬字節每秒到現在動輒以千億字節每秒計量的數據傳輸量，發軔於幾盤電爐和幾個燒瓶。

1980年，全球“光纖之父”、華裔科學家高錕訪問武漢郵科院，第一次看到中國的光纖通信技術。高錕當時就說了一句“surprise”(驚訝)，在現場為他介紹的正是趙梓森。

武漢光穀，長飛光纖光纜股份有限公司拉絲車間內，一根直徑20厘米、長3米的世界最大預制棒——經過材料配比的透明石英圓棒，在超過2000℃的高溫炙烤下，發出炫目光芒。經過拉絲塔，頭發絲般粗細的光纖輕盈躍出，一根光棒可以拉出光纖7500公裏。

2015年，長飛從這樣拉絲塔“飛”出的光纖光纜長度可繞地球3000多圈，光纖銷量首次反超美國，與預制棒產量雙雙問鼎全球第一。2016年，長飛仍保持引領優勢。曾經以美國為主導，日本、歐洲緊隨的世界光纖光纜產業格局，自此必須添加上中國的名字。

長飛公司廠房，建築平面呈風葉形，至今留存著風車之國荷蘭建築的印記。廠子裏不少辦公室是拉毛牆面，牆上的插線板插孔還是歐式雙圓柱制式。

“現在充電還需要電源轉換器。”談及公司的發展，在長飛工作20多年的副總裁閆長鶤指著這個中國第一家光纖合資企業至今留存的外國印記，打開了話匣子。

上個世紀80年代，改革開放之初，各種基礎設施建設都剛剛起步，尤其是通信業發展問題更為突出。由於工業基礎薄弱，國產光纖還處在研發階段，難以實現規模化生產，遠不能滿足大規模幹線建設的需要。即便是事關命脈的國防幹線也還是以銅線為主，解決信號衰減只能靠部分裏程後增設信號放大器。“這就是為啥通訊裏程一遠就基本靠喊”，當時還在部隊通信部門工作的閆長鶤回憶道。

改變通信業產業落後狀況、發展光通信還只能靠引進。幾圈談判下來，美國康寧、日本電信公司，以及歐洲一些光纖廠家都說：買我們產品，沒問題;和你們中國人一起搞產業，免談。只有荷蘭飛利浦願意做部分技術轉讓。

1988年5月，郵電部、武漢市、荷蘭飛利浦三方合資成立了長飛公司。閆長鶤也在那時脫下軍裝轉業，成了長飛“商務工程師”——也就是懂技術的銷售人員。“各個省跑，從最基礎的關於光纖知識普及做起。”

一切，都是從頭開始。

“對我們個人來說，工資收入增加一倍，蠻不錯的。”閆長鶤說。對企業而言，因為沒有自己的技術，付出了巨大的代價。從1984年選項開始，到公司起步，整個談判過程曆時4年。

“市場換技術”之路對我國眾多產業來說是個老故事了，光纖制造行業也不例外。剛剛組建的長飛，僅有員工百人、年銷售額不足億元。光纖制造設備和技術全部來自於國外，公司只能按照外方設計的標准和規格生產光纖。

“那時候，從核心設備到螺絲釘、配件都需要進口。”閆長鶤清楚地記得，當初采購配件時，對方明確告知，配件是在采購基礎上加上25%的利潤，“但是沒辦法，還得買他的，因為沒有別的選擇。”

裝備制造水平的落後，讓“談判”幾乎沒有回旋的餘地，進口設備投入占整個投資比例的60%以上，和海外巨頭相比，產品幾乎沒有成本和技術上的競爭力。2000年，當時實力並不強大的長飛公司痛下決心，開始自主研發設備。

“每年銷售額的5%全部用於研發，必須把它花掉。研發經費只有下限，沒有上限!”長飛研發中心總經理王瑞春說。

10年臥薪嘗膽，長飛終於實現了光纜光纖整套設備的自主研發，自主生產。2010年更是攻克了技術含量最高的預制棒設備的自主設計研發。

2016年，通過近3年的努力，長飛又啃下一塊硬骨頭，把預制棒拉絲工程中一個重要工序——紫外固化的技術難關攻克，大大降低了能耗。一年生產7000萬公裏光纖，新的紫外固化設備的使用壽命是進口設備的4倍，成本卻僅為進口設備的一半。

新生產設備的開發，信息化的集成，自動化生產線的改造，大大提高了生產效率，拉絲塔的拉絲速度也由原來的2000米/分鍾，躍升為3000米/分鍾，這是目前全世界光纖拉絲的最高速度。

閆長鶤說，同樣的一台設備，長飛可以多產出50%，“可降低10%的成本”。

今天，已經高度自動化的生產車間，長飛正和遼寧新松機器人公司等合作，進一步優化升級自動化生產流程。“這是中國‘智’造在我們公司的試點項目。”長飛公司總裁莊丹說。

在全國，長飛的蘭州光纜生產基地輻射中亞，沈陽光纜生產基地輻射東北亞。走出國門，長飛還在緬甸、印度尼西亞、南非增設了生產設施，配合國家“一帶一路”戰略布局，和當年我們自身發展一樣，從強化通信基礎設施開始做起。

“引進—消化—吸收—創新”螺旋式上升，長飛最終實現了從“追隨者”到“領軍者”的完美蛻變。

現在，長飛已成為全球唯一掌握光纖生產三大工藝技術的領軍企業，全球第一大光纖和預制棒供應商、全球第二大光纜供應商。技術升級，產能提升，讓原本每公裏上千元的光纖，到現在降到不到80元，推動光纖步入尋常百姓家。

莊丹介紹，“十三五”期間，長飛還將在海外繼續設立新的工廠或者項目，繼續完善國際化布局。

不久前，湖北省召開科技大會，武漢郵電科學研究院的一則消息讓人振奮，該院實驗室再次刷新光傳輸世界紀錄，達到每秒400T。這意味著一根頭發絲粗細的光纖，可容納全球48億人同時在線通話。

據測算，一部普通高清電影數據大小約為2G，一部藍光高清電影約10G，以武漢郵科院最新的光傳輸速度，1秒鍾可傳輸4萬部藍光高清電影。

3年來，武漢郵科院已經五次成功沖擊世界紀錄。

武漢郵科院黨委書記、烽火科技集團總裁魯國慶告訴記者，這個超大容量光傳輸系統是郵科院牽頭承擔的國家973項目“超高速超大容量超長距離光傳輸基礎研究”的核心技術。這一重大科技成果的突破，在於攻克了特殊多芯單模光纖技術。

在光纖光纜產業裏，那根圓圓的光纖預制棒屬於核心技術領域。由於技術壁壘較高，長期以來，生產工藝一直掌握在發達國家少數企業手中，我國企業很少實現光纖預制棒的規模化生產。每年，我國光纖預制棒進口比例超過50%，大部分光纖、光纜生產廠家都處在“買棒拉絲”的階段。

2003年起，長飛成立了具有自主知識產權的新一代預制棒規模化生產技術開發項目組，先後開發出國際領先的大、小尺寸光纖預制棒，並實現量產。

長飛成功研發光纖預制棒生產設施，擺脫對國外技術的依賴，使得生產成本大大降低。閆長鶤說，“過去進口一套設備需要300萬歐元，而長飛自主研發的設備只需不到300萬人民幣，這樣一來，制造成本降低，光纖價格進一步降低，產品更有競爭力。”

目前，長飛生產的預制棒產品，直徑達到20厘米，屬於全球最大;單根預制棒拉絲後光纖長度超過7500公裏，成為全球光纖生產效率的標杆。

經過多年的發展，長飛實現了預制棒、光纖、光纜核心裝備的自主開發、制造和對外銷售，是全球唯一同時掌握三大主流預制棒制備工藝的企業，同時也是全球行業內產品最全、產業鏈最長的企業。

2016年11月3日，“中國光穀”光電子博覽會在武漢開幕，烽火通信、長飛光纖、華工科技、楚天激光等本土企業雲集，光通信、光制造等前沿科技彙聚一堂。

在展台裏，一台神秘的“箱子”釋放出耀眼光線，將1厘米厚的鋼板瞬間截斷，吸引了很多觀眾駐足觀看。“我們的萬瓦光纖激光器是繼美國之後全球第二家掌握這項核心技術。”負責技術攻關的“千人計劃”專家閆大鵬興奮地說，別看它其貌不揚，細如發絲的光纖釋放的激光能量，現在廣泛用於工業造船、飛機和汽車制造、航空航天等領域。

萬瓦激光器不是展會上的唯一“法寶”，一件件展品背後是一串串靚麗的數字。武漢光穀已經成為全球最大的光纖光纜研制基地，光纖光纜國內市場占有率66%，國際市場占有率25%，銷量世界第一;成為我國最大的光器件研發生產基地，光器件國內市場占有率60%，國際市場占有率12%;成為我國最大的激光產業基地，激光產業國內市場占有率連續11年超過50%。

武漢東湖高新區科創局局長李世庭說，未來還要通過對光材料、光傳感、光網絡、光計算、光服務等領域進行產業鏈上下遊匹配協作，實現國內領先的產業生態。

如今，在光穀之外，我國光通信產業規模約350至400億元，全國通信企業預計超過2000家。我國已經成為全球最主要的光纖光纜市場和全球最大的光纖光纜制造國，年產量占全球產量50%以上。

當年的小學生如今已經成了“教授”，參與全球技術規則的制定。武漢郵科院不久前又傳來好消息，烽火通信戰略與市場部總工程師李鏗當選國際電信聯盟“物聯網及其在智慧城市和社區等的應用”研究組副主席，這也是該職位首次由中國人擔任。“以前我們都是跟隨別人的規則，如今我們自己是規則的制定人。”武漢郵科院總工程師餘少華說。

但餘少華也坦言：“這些年，我們的確是在大跨步，但與國際相比，我們還有很長的路要走。”

2016年“中國光穀”光博會期間，在紀念光纖通信50周年高峰論壇現場，有專家擔憂地指出，從國際市場來看，國際幾大光纖巨頭的80%市場占有率在國外，而國內光纖企業90%市場在國內。盡管中國企業的專利總數增長，但核心的發展專利不足，尤其是國際專利方面，這也是國際化方面的一個差距。專利差距在於研發力量較薄弱，研發團隊人數層次與國際標杆相比還有差距。

談到產業問題，趙梓森說：“中國當前面臨光纖生產能力過剩的挑戰。但高檔光器件還是不足，仍然需要進口。其次是光纖入戶的費用太貴，進一步提速後的費用更加高昂，而我國廣大農村的光纖普及率仍然較低。”

與趙梓森的觀點相同，武漢郵科院高級技術顧問毛謙認為，我國光通信產業面臨的主要問題是核心技術的缺失，預制棒、高端光器件、光纖光纜的許多原材料等都還依賴進口。

“我國既是光通信大國，又需要發展成為光通信強國。5G、大數據、雲計算、物聯網等的發展，為光通信的進一步發展創造了機遇，需要加強創新，掌握核心技術，使光通信產業成為我國經濟的支柱產業。”毛謙說。

“長飛是全球唯一同時掌握PCVD(等離子體化學氣相沉積法)、OVD(外部氣相沉積法)和VAD(氣相軸向沉積法)三種預制棒制備技術的公司。”長飛總裁莊丹說。光纖預制棒，被譽為光纖產業“皇冠上的明珠”，占據了光纖產業約70%的價值，在2010年之前，我國的光纖預制棒大部分依靠進口。

依靠技術引進、消化、吸收、創新，長飛打破了國外多年的技術封鎖。“建廠時，我們引進了國外的PCVD預制棒生產工藝，通過堅持將每年銷售額的5%投入研發，現在已全面掌握PCVD工藝，並在此基礎上開發了全球最大尺寸的PCVD諧振腔。”公司副總裁閆長鶤介紹，此外，長飛還自主研發出VAD工藝平台。

從建廠時核心工藝全靠引進，到後來自主開發工藝平台、打破國外技術封鎖，閆長鶤感慨萬千。目前，長飛開發出了全系列光纖光纜產品和70多種特種光纖產品及應用方案，成為全球行業內產品最全、滿足國內需求最廣、產業鏈最長的企業。其中，超低衰減光纖、寬帶多模光纖等產品還居於世界領先水平。

技術實現突破，長飛還將目光投向了光纖生產裝備。“看，控制、操作界面都是全中文的。”閆長鶤指著控制面板介紹說，“我們對所有設備進行國產化，包括設備的軟件、系統的集成，全部進行剖析、自主開發。”

莊丹感慨：“過去我們進口一套設備要300萬歐元，現在自己解決不到300萬元人民幣，推動了成本進一步降低。”

國產化只是第一步，長飛的目標是做得更好。這幾年，長飛積極投入智能制造，創建了決策層、運營層、執行層、網絡控制層和現場層等智能制造的5層模型。“該模型具備系統層次化、業務功能模塊化、流程的全貫通和標准化，具有易集成、柔性配置、可擴展、高可靠的特點。”閆長鶤說，在5層模型構架下，未來還能實現橫向集成、縱向貫連，單體智能工廠與集團資源管理的統籌協同。經過試驗，同樣的人工投入、同樣的生產面積，長飛的產出增加了30%—40%。

“包括光纖光纜行業在內的中國制造業必須在核心技術上進行自主創新，這是中國從制造大國升級為制造強國的必由之路。”在國家制造強國建設戰略咨詢委委員、中國人民大學教授徐佳賓看來，“核心技術別人不可能施舍給你，也不可能賣給你，最終需要自己進行自主創新。否則，永遠只能作為技術的接受者。所以自主創新對於中國的制造業乃至工業發展具有重要的意義。”

經曆“引進—消化—吸收—創新”螺旋式上升，長飛實現了從“追隨者”到“領軍者”的完美蛻變，也帶動了行業整體技術進步和產業發展。“28年的努力奮進，引發長飛質的飛躍和變化，激勵我們繼續砥礪前行。”長飛總裁莊丹說。

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