毫髮傳千里光纖在台灣

一個多月了，台灣和澎湖的海域間出現了一艘紅色的工程船，四周還有五、六艘拖船拖頂住它。

船上廿四小時傳出震耳欲聾的機器操作聲，潛水員在其間忙碌地上上下下……。這景象使澎湖出海漁民不禁為之側目。

其實他們看不出什麼端倪，因為主要的工程都在海底下進行。

光纖可以製成不同用途的電纜和線路。（國科會提供）

國內第一條光纖海纜

工程船的尾端牽曳著一台沉潛在海底的海犁，就像牛拖著犁一樣，隨著船的行進，海犁緩緩走在海床上，掘出一道五十公分左右深的溝，然後順勢將一條黝黑的海纜埋入溝中。

「黝黑的海纜」聽來像是個龐然大物，其實它的直徑不過五公分。個頭雖小，它的能耐卻相當驚人。

見過朋友打電話到澎湖嗎？那奮力張喉的大嗓門實在無辜，滋滋不斷的雜訊、模糊不清的語音，任誰也顧不得許多，要拉開嗓子大吼了。

由於近年來政府積極開發澎湖離島，澎湖的觀光事業也發展極速，與台灣本島的通訊量於是大增，原有的銅軸海纜早已經不堪負荷。

為提高通訊品質，電信總局決定配合十四項建設中「電信現代化計畫」，將澎湖現有的銅軸海纜更換為光纖海纜。

這條「黝黑的海纜」內，包著八根比頭髮還細的玻璃光纖，不但可以容納銅纜原有的負載量，還包括了未來廿年內可能增加的通訊量。

圖中細如髮絲的光纖，加上層層的被覆，即成光纖電纜。（鐘永和）

廿一世紀是光纖的天下

光纖通訊之所以備受矚目，是因為光波的波長較一般的有線或無線電波都短。電視波長約一至三公尺，而可見光的波長僅有○．四到○．七微米（一微米為一百萬分之一公尺），雷射光波則更短，因此頻率極高，能夠在短時間內傳遞大量的聲音、影像和數據資料，換句話說，可同時肩負起傳輸電視、電話和電腦的資訊等工作。

再者，光纖是絕緣體，不受任何電磁波干擾。在這本身即是個大磁場的地球上，我們的生活環境充滿了各種電磁波，使得收音機、電視、電話經常產生雜訊。改用光纖傳訊，則訊號穩定，達到幾近不失真的效果。

「光纖通訊是本世紀最重要的革命之一，可以預料，廿一世紀的通訊將是光纖的天下」，聯合光纖通信公司總經理金世添說，世界各國無不積極展開競賽的腳步。

製作光纜的第一步驟：燒製預型體。（鐘永和）

急起直追，研製光纖

中華民國交通部電信總局的電信研究所，在民國六十九年成立專案，研究光纖的製造。兩年後做出我國第一根光纖，但測試結果，損失率很高，未臻理想。經過不斷的改善研究，到民國七十四年，終於發展出每公里僅損失○．二六分貝，波長一．五五微米的高品質光纖。目前國內聯合和華榮兩家光纖公司已能大量生產光纖電纜。

一根光纖的主要製造過程大致分為：預型體製造、光纖抽絲和光纖被覆三大步驟。

預型體的製作，是在機器上面架設一根長型中空的石英玻璃管，利用氧氣把四氯化矽（SiCl(4)）、四氯化鍺（GeCl(4)）、三氯氧化磷（POCl(3)）、六氟化硫（SF(6)）……等化學成分送入管內，用氫氧燄在管外左右來回加熱，同時均勻地轉動石英管，管內就會產生一層層厚度均勻的玻璃沉積層，直到沉積成一根不到一公尺、直徑一．五公分的實心玻璃棒，稱為預型體。

使用光纜線路可更快速地傳送大量的資訊。（張良綱攝）

細如毛髮

預型體做好之後，下一個步驟是「抽絲」——先把預型體（玻璃棒）送入攝氏二千度以上的高溫爐內，熔化成半流動的液體，像麥牙糖一樣，往下抽成細絲。

直徑一．五公分的玻璃棒要抽成比一根頭髮還細的纖維，困難處在於均勻的抽拉技術和直徑粗細一致的控制，因此得靠雷射直徑測徑儀來執行嚴格的監視任務。

剛抽成絲的玻璃光纖非常易碎，必須鍍上一層樹脂，以增強韌性，然後烘乾用滾筒捲起，就稱為裸光纖。

此後則視不同的用途，外部再加上不同的保護層被覆在外。以陸上光纜為例，必須裹上層層的合成P．E、隔熱襯裏和金屬被覆，才能保護內部的光纖，以增加它的強度，承受施工時的拉扯。

至於海底光纜，則為了抗海底壓力和浪潮衝擊，並防止被海中生物咬齧損壞，被覆層的設計格外重要。以我國目前的技術還無法製造，因此這次「台澎海底電纜」工程，電信局委託了美國AT&T公司承包。

建立整體服務網路

一個完整的光纖通訊系統，除了傳送媒介——光纖以外，還包括兩端及中間發送、接收的器材和配件，「這類元件是高度的光電科技，經濟價值很高，國外不會輕易地將技術移轉給我們，所以最好自行研究發展」，電信研究所系統研究室主任邱武志表示。

目前電信研究所正積極地朝這方面努力，希望不但能研製出高速度、大容量的電話語音系統，為了減少人力操作、提高通訊品質，更朝向通訊系統的管理、維護和調度自動化方面著手。

此外，電信局在新竹科學園區內鋪設了一個區域性網路的試用系統，將各廠商的電腦終端機用光纖線路與園區管理局聯結起來，作為互相傳遞公文及各項資訊、資料的示範區。

邱武志還為我們勾畫了這樣的藍圖：等到台灣地區中繼系統全部換裝完畢後，下一步工作是將光纖線路鋪設到用戶家中，到時候用戶只要在家中裝設一具電話、一套電腦終端設備，就可坐享清晰穩定的有線電視，和豐富快速的電傳視訊、資料傳真等服務。

如果再透過各種電腦網路的聯結，將來不但可在家中辦公，也能在遙遠的地方處理家務。

海面上好奇觀望的漁民，也許無法從一根海纜，想像出這麼豐富的遠景，但是，「秀才不出門，能理天下事」，的確是科學家們寄望在廿一世紀的夢想；而光纖電纜，將帶我們接近這個美夢。