带宽越大网速越快吗？快航分享

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很多人对光纤通信存在一些误解。他们错误地认为光纤通信比电缆通信更快，因为光的物理传输更快。但事实上，电缆通信中的电信号也以光速传播。光纤通信速率比电缆通信高的真正原因是光频率更高，因此可以加载更多信息，也就是我们常说的带宽更大。

一个不恰当的例子是一辆汽车和一辆大卡车。即使速度相同，单位时间内输送的货物数量也是不同的。在此示例中，将汽车的速度与光速进行比较，并将汽车的负载与带宽进行比较。

汽车和大卡车在速度相同的情况下运载的体积不同。电缆通信和光纤通信的比较也是如此。

虽然理论上来说，通信所用光的频率越高，波长越短，信息负载能力越高，但事实上，光纤通信使用的是近红外光波（如波长约为1.55m）而不是光波。比高频可见光。这是科学家综合考虑光波长、光纤损耗、光源稳定性、综合成本等诸多因素后做出的选择。例如，目前用于光通信的光纤在1.55m处几乎完全透明，并且损耗相对较低。在光纤中混合一些稀土元素，可以放大1.55m的入射光，制成光纤信号放大器，实现信号的长距离传输。

随着互联网的蓬勃发展，人们对通信速率的要求越来越高，因此科学家们也对光纤通信技术进行了多次创新。如前所述，用光纤代替电缆就像用卡车代替汽车一样。然而，大型卡车的装载能力也有限。为了进一步提高通信速率，科学家们想出了扩大通信速率的方法，比如用多车道的宽阔小路代替狭窄的自行车道。

光通信的发展前景

除了利用光之外，还充分利用了光的其他特性，如波长、相位、偏振等。其中，比较典型的技术之一是波分复用技术。波分复用所使用的波长是独立的通道，互相不干扰，可以大大提高光纤通信的速度。除了将不同波长视为不同通道外，光的偏振也可以作为扩展通道的一种方式。由于光可以分解为两个正交偏振，因此基于波分复用，通道数量可以加倍。

近年来，科学家提出了一种利用具有螺旋相位分布的轨道角动量束在理论上无限扩展通道的方法。轨道角动量是电磁波的固有属性，在电磁波传播过程中呈现出螺旋相结构。我们可以用拓扑负载值（一般表示）来表示相位旋转的速度。不同拓扑负载的光波传播不会相互影响，因此可以作为独立的信道。由于拓扑载荷值可以获得任意整数值，理论上轨道角动量束可以无限扩展光通信信道，大大提高通信速率。这也是当今光通信领域的研究热点。

经过几十年的发展，光纤通信技术已经改变了世界格局，让我们足不出户就能走遍世界。地球村名副其实。但需要注意的是，无论光通信带宽如何增加、信道如何扩展，信号延迟仍然会存在。这是因为光速虽然很快，但它仍然是一个有限值。

例如，来自A的信号仍然需要一段时间才能到达B。因此，光通信中的信号延迟和通信速率是两个完全不同的概念。例如，如果将家里的宽带从10m升级为100m光纤，文件下载速度将会明显提升；但是，在玩同一个网络游戏时，当你选择国服（中国服务器）和美服（美国服务器）时，你会发现美服的延迟比国服大很多。这是因为美国服务器距离大洋太远。

一般来说，我们并不关心这个延迟，但在一些特殊场合它就非常重要了。一个典型的例子就是金融行业的高频交易领域。高频交易采用计算机软件算法自动运行，任何延迟都会影响最终结果。如果你能比竞争对手更早获取信息，你就会比竞争对手更有优势。历史上，一些投资者在芝加哥期货市场和纽约证券交易所之间铺设了1300公里的光纤线路，只是为了缩短3毫秒的延迟，获得一点交易优势。

总之，光通信技术除了追求高速之外，还根据实际应用发展成了多种形式。相信未来光通信将为我们构建更加便捷、美好的新世界。

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