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經(jīng)過數(shù)十年來指數(shù)式的增長，光纖通信的速度可能遇到了瓶頸。
自二十世紀(jì)80年代以來，光纖中每秒可以傳送的信息字節(jié)數(shù)已經(jīng)增加了大約1000萬倍。即使是在上個世紀(jì)末期電子技術(shù)飛速發(fā)展的前提下，這樣的發(fā)展速度也是驚人的，甚至超過了。同時期集成電路芯片上的晶體管數(shù)量的增長速度。對于后者，有摩爾定律預(yù)測其增長趨勢，光纖通信也需要這樣的定律，就讓我們把它稱為凱克定律吧，以紀(jì)念唐納德·凱克。他是低損耗光纖的共同發(fā)明者之一，并且推動了光纖通信容量的逐漸增長。也許，給這樣的增長趨勢和規(guī)律取一個有趣的名字，有助于為這一盡管不廣為人知，卻無比重要的工業(yè)成就吸引更多的目光。
摩爾定律吸引著所有的眼球，但是只有將它所代表的高速電子器件的發(fā)展，和光纖通信的發(fā)展結(jié)合在一起，才有了現(xiàn)在不可思議的“網(wǎng)絡(luò)奇跡”。電子與電子之間的相互作用較強(qiáng)，這一特性對于數(shù)字和存儲器中的高速開關(guān)電子器件來說是優(yōu)勢，而對于長距離信號傳輸，相互作用較弱的光子反而更具優(yōu)勢，它們結(jié)合起來，才實現(xiàn)了技術(shù)革命，才塑造了我們身處的這個時代。
現(xiàn)在，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)面臨著維持摩爾定律的巨大挑戰(zhàn)，光纖光學(xué)在艱難地試圖維持高速發(fā)展的趨勢。過去幾十年來，一系列技術(shù)進(jìn)步使得通信行業(yè)的從業(yè)者可以不斷地提高光纖通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速率，但是，幾乎所有容易改進(jìn)的地方都已經(jīng)到了極限，為了繼續(xù)維持發(fā)展的態(tài)勢，他們必須做出真正偉大的創(chuàng)新。
【圖注】光纖數(shù)據(jù)容量在過去的數(shù)十年內(nèi)始終呈指數(shù)式增長，圖是根據(jù)唐納德·凱克收集的數(shù)據(jù)繪制的，從中可以追蹤到通常出現(xiàn)于商業(yè)應(yīng)用之的突破性“偉大實驗”，從圖上可以看到在波分復(fù)用技術(shù)應(yīng)用之前和之后（亮藍(lán)色區(qū)域）通信容量的增長。
現(xiàn)在使用的光纖內(nèi)芯是直徑9微米的玻璃細(xì)絲，它對波長1.55微米的紅外光幾乎是完全透明的。在光纖內(nèi)芯外面，包裹著超過50微米厚的玻璃覆層，相比玻璃內(nèi)芯材料，它們的折射率較低。因此，在其中傳播的激光信號就被限制在內(nèi)芯之中，并且通過內(nèi)反射沿著光纖曲折著向前傳播。
這些激光脈沖信號以每秒20萬千米的速度在光纖中飛快地傳播——由于介質(zhì)的存在，這里的光速只是真空光速的三分之二。除了原子核占據(jù)的極少空間，光纖內(nèi)芯材料內(nèi)部幾乎是一片空曠，但是總還是會有光子撞上其中某個原子核，即發(fā)生散射。光信號傳播的距離越長，被散射的光子就越多，它們逃逸到外面的覆層和保護(hù)層，導(dǎo)致信號衰減。一般經(jīng)過50千米的傳播，90%的光信號就在衰減中丟失了，大部分是由于散射效應(yīng)。
因此，我們需要在一定的距離間隔中加入中繼站來增強(qiáng)光信號，但是這樣的方案有它自身的局限性。當(dāng)一個光信號通過中繼站放大之后再次傳入光纖時，光與光纖內(nèi)芯之間的相互作用會導(dǎo)致信號畸變，而這樣的畸變隨著距離的增加會越來越顯著，打個比方來說，就像是在迷霧中，近距離的物體我們還可以看得比較清楚，但是距離增加，就越來越模糊了。這種畸變現(xiàn)象是非線性的，當(dāng)信號強(qiáng)度加倍時，畸變量并非同樣加倍，而是可能增長得更快。所以當(dāng)一個信號通過中繼站放大，如果放大的強(qiáng)度過大，產(chǎn)生的畸變就會將信號本身淹沒在一片噪聲中。針對光纖的研究主要就是尋找方法，爭取在避免散射和畸變的同時，提高信號的信息容量和傳播距離。
最開始的時候，光纖通信簡單地用激光發(fā)射源的開和關(guān)來編碼1和0。工程人員不斷地提高光源的開關(guān)頻率來提高信息的傳送速率。到了20世紀(jì)80年代中期，光纖通信網(wǎng)絡(luò)剛剛實現(xiàn)商業(yè)化沒幾年，這樣的方案可以實現(xiàn)跨越數(shù)十千米，每秒幾百兆bit信息的傳送。
為了把信號傳輸距離延伸到50千米之外，需要一個中繼器來放大已經(jīng)嚴(yán)重衰減的信號，中繼器先將光脈沖信號轉(zhuǎn)化為電信號，濾除噪聲，然后放大，最后將電信號轉(zhuǎn)化回激光信號，送入下一段光纖。
這樣的光電轉(zhuǎn)換過程復(fù)雜且昂貴。幸好，在1986年，英國南安普頓大學(xué)的David Payne發(fā)明了一種更好的方法，在他的方案里，光信號可以直接在光纖中完成放大，而不需要外部電路。
Payne在光纖內(nèi)芯中摻入一些稀土元素鉺，他發(fā)現(xiàn)用激光照射鉺原子使其進(jìn)入激發(fā)態(tài)的，可以放大1.55微米波長的入射光，恰好是光纖所用的透射率最高的波段。到了90年代中期，用摻有鉺的光纖制成的信號放大器已經(jīng)被應(yīng)用于長距離光纖通信。每隔一段距離設(shè)置一歌放大器（具體間隔取決于通信距離），可以實現(xiàn)500到數(shù)千千米距離間的光纖信號傳送，更遠(yuǎn)的距離就需要更高成本的電路系統(tǒng)來濾除噪聲和重制信號了。如今，鉺光纖放大器組成的鏈條可以讓光信號通過光纖穿越大洲大洋。
摻鉺光纖放大器的出現(xiàn)，為提高通信容量提供了一條新的途徑：多波段通信。鉺原子實際上可以在一個波長范圍內(nèi)放大光信號，并且在波長1.53至1.57微米內(nèi)放大倍數(shù)非常均勻。這個范圍足夠?qū)⒍鄠�信號集合在同一光纖內(nèi)了，只需要給它們分配不同的窄波段。
【圖注】在圖中左側(cè)的信號源中，電信號被轉(zhuǎn)化為光學(xué)信號，然后傳入光纖中，每隔一段距離，就有摻雜了特殊材料的光纖制成的光學(xué)放大器來增強(qiáng)信號。在光纖的末端是接收器，接收器將光信號分為載波和數(shù)據(jù)本身，提取其中的數(shù)據(jù)分量，將其轉(zhuǎn)化為電信號，然后通過選擇器傳入到不同的轉(zhuǎn)換器中，再變?yōu)楣庑盘杺鞒�，向下一個目的地傳送。
多波段通信方案被稱為波分復(fù)用技術(shù)（wavelength-divison multiplexing），它和激光信號開關(guān)頻率的不斷增加，促成了90年代中后期光纖通信通信容量的爆炸式增長。到了2000年，一個商業(yè)化的光纖通信系統(tǒng)可以同時放大80個獨(dú)立的信號，每個信號攜帶著每秒10000兆位（10Gb）的數(shù)據(jù)。實際上在那個時候，沒有誰需要這樣的通信容量，所以當(dāng)時只有一部分的波段被使用，而其他的波段可以日后再加入進(jìn)去。
隨著2000年以后互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商在已有的光纖通信系統(tǒng)中加入了更多的波段。但是很快，傳統(tǒng)的信號編碼方式已經(jīng)達(dá)到了它的極限，如果沒有其他新的技術(shù)或者更多的光纖，現(xiàn)有的系統(tǒng)很快就會飽和。開或關(guān)形式的信號一次只能發(fā)送1bit數(shù)據(jù)（如果光信號強(qiáng)度高于某個閾值，就表示1，如果低于某個閾值，就表示0）。這種編碼方法如果想增加通信容量，唯一的方法就是工程研究人員一直致力爭取的：更短的脈沖，或是更短的脈沖間隔。
但是，脈沖信號越短，信號就越容易受到色散效應(yīng)（dispersion）的影響。色散效應(yīng)，是指不同波長的光在介質(zhì)中傳播速度不同的現(xiàn)象，比如說，通過三棱鏡將太陽光分為彩虹色帶就是利用了色散效應(yīng)。它的原理是不同波長的光在介質(zhì)中速度不同。盡管光纖通信中采用的激光脈沖單色性已經(jīng)非常好了，但依然不是絕對的單色光，隨著傳播它仍會因色散而變寬。當(dāng)兩個原本相隔一段時間的脈沖信號在傳播過程中變寬，就會互相干擾。這樣的問題隨著通信容量的增加，也就是相鄰脈沖時間間隔的降低，會愈發(fā)嚴(yán)重。結(jié)果就是，在10Gb/s的通信容量下傳播1000千米后才需要進(jìn)行信號過濾和重制的光纖，在100Gb/s的通信容量下只能傳播10千米。
更高質(zhì)量的光纖可以有效減少色散的影響，但替換現(xiàn)有光纖網(wǎng)絡(luò)的成本是難以承受的。到2001年，大量由于互聯(lián)網(wǎng)泡沫而過度建設(shè)的光纖網(wǎng)絡(luò)資源處于閑置狀態(tài)，它們被稱為“黑暗”光纖。幸好工程師有其他的辦法，包括兩種之前用來把多個無線電信號壓縮在一個很窄波段內(nèi)的方法。
其中一個方法改變了信號的編碼方式。在這一方案中，數(shù)據(jù)的0和1不再是由激光的開或關(guān)來表示，激光光源是一直開啟的，調(diào)制的是光波的相位，即波峰和波谷到達(dá)的時間。最簡單的數(shù)字信號相位調(diào)制方法就是將激光的波峰相比于正常情況提前四分之一波長，按照相位來說就是提前90度。如果用正常相位表示0，那么提前了90度的時候表示的就是1。用這個方法，激光一次發(fā)送的仍是1bit，但將兩束波疊加起來，信號容量就能加倍。疊加起來后的激光，相位偏移可以細(xì)分為135度、45度、-45度和-135度四種相位，就可以分別表示兩bit的四種情況：00、01、10和11。
2007年，貝爾實驗室和Verizon公司使用了這種方案的一個變體，叫做正交相移鍵控（quadrature phase-shift keying），在Verizon位于佛羅里達(dá)州的通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了500千米100Gb/s通的信號傳輸。這是很大的進(jìn)步，但是對于Verizon公司來說仍然不夠，他們希望主干光纖網(wǎng)絡(luò)可以像其他長距離載體一樣，能夠在把信號傳送1000~1500千米，而不需要昂貴的中繼器。
幸運(yùn)的是，第二種方案可以幫助光纖通信跨越這個傳輸距離的鴻溝。這種方法利用了激光的固有特性，相干性。相干性是指，將一束激光分為兩束，它們的相位將永遠(yuǎn)相同，波峰和波谷永遠(yuǎn)重合，就像行進(jìn)隊列中的士兵。
利用相干性可以大幅度提高接收器的提取信息能力。這個方法將接收到的信號和接收器產(chǎn)生的相同頻率的信號疊加，接收器產(chǎn)生的信號非常純凈，或者說接近理想情況，通過它可以判斷接收到的信號的相位，后者經(jīng)長距離傳輸后噪聲較大。然后，信號的載波被濾除，留下信號本身，接收器將它轉(zhuǎn)化為電信號，攜帶著當(dāng)初發(fā)送的編碼為1和0的信息。
要在紅外光波段信號上使用這種本來用于微波通信的方法，會更加困難，因為要使得接收器產(chǎn)生的光信號與接收信號的頻率匹配更加困難。隨著先進(jìn)數(shù)字信號處理器的發(fā)展，在21世紀(jì)初，這一問題得以解決。它們允許接收器產(chǎn)生的信號與接收信號存在頻率偏差，可以在這種情況下，重構(gòu)信號的相位并實現(xiàn)同步，并且能修正傳輸中出現(xiàn)的脈沖變寬現(xiàn)象。
正交編碼和相干檢測技術(shù)，再加上使用兩種不同偏振態(tài)的光傳輸信號的技術(shù)，這些結(jié)合在一起已經(jīng)將光纖通信技術(shù)推向了極限。如今，新型的發(fā)射器和接收器可以讓原本設(shè)計指標(biāo)是每秒10Gb通信容量的光纖，在單一頻率下，也就是單一波長下，實現(xiàn)每秒100Gb的長距離傳輸。而傳統(tǒng)的光纖可以容納多達(dá)100個頻段，因此它的通信容量可以達(dá)到10Tb/s。
【圖注】一個光波的相位，即波峰和波谷的到達(dá)時間，可以用來對信息編碼。正交編碼方式中，四種不同的相位（由圖中上、中兩個有一定相位差的二相位編碼信號疊加而成）可以表示2bit信號的四種情況（圖中下方波形）。
上個世紀(jì)90年代以后建設(shè)的區(qū)域、全國和國際性的光纖網(wǎng)絡(luò)，大部分都可以與上述技術(shù)兼容，而在過去六年里，很多主干網(wǎng)絡(luò)都已經(jīng)完成更新，達(dá)到這樣的信號傳輸速率。“目前，很多長距離地面通信光纜和絕大多數(shù)海底光纜都升級到了100Gb帶寬。”TeleGeography公司的高級研究員Erik Kreifeldt說。
讓我們以位于馬里蘭州漢諾威市的Ciena公司的光纖網(wǎng)絡(luò)為例，感受一下相關(guān)的數(shù)字。這一系統(tǒng)擁有6個頻段，每一個頻段通信容量為100Gb/s，傳輸距離為數(shù)百到數(shù)千千米，加起來的數(shù)據(jù)傳輸速率為9.6Tb/s，可供38.4萬人同時觀看Netflix上的超高清視頻。而這還僅僅是一根光纖，如今的一根光纜可以容納幾十到幾百根光纖。
然而，盡管互聯(lián)網(wǎng)泡沫在21世紀(jì)初破滅，但是全球用戶對于帶寬的需求從未減少。據(jù)Cisco公司最近發(fā)布的一份報告，全球互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸量在2010年至2015年之間增長了整整5倍，而這一趨勢看上去仍然會繼續(xù)，主要是因為網(wǎng)絡(luò)視頻和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。
未來怎樣光纖通信又將如何繼續(xù)提升？研究者們正在積極探索。
其中一個想法是，采用更先進(jìn)的信號編碼技術(shù)，如今廣泛使用的正交相移技術(shù)在單位信號間隔內(nèi)可編碼2bit，而Wi-Fi和其他無線系統(tǒng)采用了更復(fù)雜的編碼方式。比如說，得到廣泛使用的16-QAM編碼，可以在一個信號中包括4bit的所有16種情況，從0000到1111。有些有線電視還采用256-QAM。
這樣的先進(jìn)編碼方式的確可以在光纖中使用，但是正如你預(yù)料的，是有代價的。編碼的方式越復(fù)雜，信息就需要被更緊密的打包在一起進(jìn)行傳輸。一個信號包含的數(shù)據(jù)越多，它所能承受的外部擾動就越少，否則其中的一部分?jǐn)?shù)據(jù)就會出錯。提高信號發(fā)射功率可以改善這一情況，但是這樣又會增加非線性畸變，這種畸變隨距離增長而不斷增加。因此，16-QAM編碼技術(shù)只能應(yīng)用于相對較短，約幾百千米距離的信號傳輸。
而對于更長距離的光纖，研究人員則嘗試將不同的頻段壓縮得更加緊密。這的確是可行的，因為目前的先進(jìn)長距離光纖中包含幾十個頻段，相鄰頻段之間留有一定間隔以防止串?dāng)_。如果這些緩沖頻段可以縮短甚至省略，那么一根光纖中就可以容納更多的頻段，實現(xiàn)所謂的超級頻段系統(tǒng)（superchannel），這一系統(tǒng)中，信號在光纖中的全頻段上傳輸。據(jù)Ciena公司的產(chǎn)品和技術(shù)營銷總監(jiān)Helen Xenos所說，這樣的方案可以將數(shù)據(jù)傳輸速率在現(xiàn)有基礎(chǔ)上提高30%。
要應(yīng)用這樣的技術(shù)，就需要找到一種編碼方式，使得不同頻段的信號之間不會互相干擾，有一些公司已經(jīng)找到了一些方法。2013年，Ciena公司和英國電信集團(tuán)BT采用無緩沖頻段技術(shù)，在伊普斯維奇和倫敦之間搭建起800Gb/s的超級多頻段通信網(wǎng)絡(luò)。另外，至少還有一家Ciena公司的客戶，正在將他們的超級頻段系統(tǒng)應(yīng)用于海底越洋光纜。
Ciena公司表示，他們采用獨(dú)立的多個芯片處理多個激光信號，但是他們同樣有能力將其集成到單個芯片中，使其更加緊湊和廉價。“我們的秘密武器是光子集成電路技術(shù)。”Infinera公司的技術(shù)解決方案總監(jiān)Geoff Bennett說。2014年，他所屬的公司發(fā)布了一款1Tb/s傳輸速率的超級頻段系統(tǒng)，這一系統(tǒng)中有一個集成了10個激光發(fā)射器的光子集成電路，他還提到，未來的長距離傳輸系統(tǒng)可以將通信容量提升到12Tb/s，而在城市中使用的短距離系統(tǒng)通信容量還能再高一倍。
【圖注】不同模式的信號，即不同的空間分布形式，可以用來在同一根光纖中傳輸多個信號，從而提高信號容量，某一模式中，光纖橫截面上不同區(qū)域的光密度不同。如圖中上方所示是一根光纖中可以存在的信號模式，而圖中下方顯示隨著傳輸距離增加，不同模式之間可能會發(fā)生振蕩而互相干擾。
這樣的超級頻段系統(tǒng)要普及還需要幾年時間，但是一旦這一技術(shù)推廣開來，它可能就是我們在現(xiàn)有光纖基礎(chǔ)上可以做到的最后一次大規(guī)模的容量提升了。這是因為我們即將面臨一個根本性的技術(shù)壁壘，叫做非線性香農(nóng)極限（nonlinear Shannon limit）。香農(nóng)極限是由信息學(xué)家克勞德·香農(nóng)1948年提出的，他指出，信道存在一個由帶寬和信噪比決定的，能夠正確傳輸數(shù)據(jù)的最大容量。而非線性的香農(nóng)極限還包括了另外一個因素，即信號功率的極大值，超過這個值，非線性效應(yīng)（在玻璃中才會出現(xiàn)）就會導(dǎo)致過大的噪聲將信號淹沒。
沒有什么辦法可以突破非線性香農(nóng)極限。但在建設(shè)更多的光纖設(shè)施，光纖載體本身還是有改進(jìn)的余地的。“最成熟也是最容易理解的辦法”，Infinera公司的Bennett提到，就是把光纖內(nèi)芯做得更大。早期的光纜內(nèi)芯很小，很大程度上限制了光信號的傳播路徑。較小的內(nèi)芯有助于避免光子在內(nèi)芯和外部覆層之間的界面上以不同的角度反射，如果不同的光子以相差很大的角度在界面上反射，它們在光纖中行進(jìn)的距離就有差異，有的長，有的短，就會造成脈沖展寬，導(dǎo)致相鄰脈沖重疊。
新型光纖設(shè)計中，采用了新型內(nèi)芯微結(jié)構(gòu)，比如光子晶體材料，同樣可以限制光線，使其在內(nèi)芯中以相同的路徑向前傳播，而光通路的橫截面積是標(biāo)準(zhǔn)9微米光纖的兩倍。由于光信號有更多的空間和橫截面可以通過，它單位面積的能量密度就可以降低，這有助于降低非線性畸變，減少這一效應(yīng)對于傳輸距離和速率的制約。最終的結(jié)果就是可以提升通信容量，Bennett提到，未來這類光纖有望把通信容量提升十倍左右。
這些大內(nèi)芯光纖已經(jīng)得到應(yīng)用，大部分是配置在海底光纜中，在這些地方數(shù)據(jù)傳輸容量的增加是最有價值的。一般來說，它們也是一些新網(wǎng)絡(luò)的選擇之一。Bennett提到，“如果有人正計劃建設(shè)新的地面光纜，他們也許也需要大內(nèi)芯光纖。”雖然它們很具吸引力，但是大內(nèi)芯光纖并不能完全消除非線性畸變的問題。
另一個更被看好的方案是在一根光纖內(nèi)制造許多平行的光信號通路，供許多獨(dú)立的信號傳播。研究人員稱它為空（間）分復(fù)用（spatial-division multiplexing），這里是將物理空間分割成很多部分，供多個信號同時使用。
這個術(shù)語實際包括了三種不同的并行信號傳輸方式。其中，最常見也最簡單的并行模式就是更多物理層面的光學(xué)通路即單根光纜中更多光纖的疊加，多光纖光纜已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，但是對現(xiàn)有光纜進(jìn)行這樣的替換升級耗資巨大，且技術(shù)復(fù)雜，這是因為單根光纜中的多條光纖，需要各自的發(fā)射器，接收器和信號放大器。
更理想的方法是在一根光纖中集合多個分立的光信號通路。其中一個途徑是采用可以容納多個光波導(dǎo)內(nèi)芯的光纖。就像普通光纖一樣，多內(nèi)芯光纖首先將光纖內(nèi)芯材料放在一個圓柱形的預(yù)型件中，然后加熱，通過牽拉就可以形成又長又細(xì)的玻璃內(nèi)芯。
多光纖光纜需要各自獨(dú)立的放大器，與之不同，多內(nèi)芯光纖只需要使用一個特制的放大器，而一個8內(nèi)芯放大器的成本遠(yuǎn)低于8個單光纖放大器。
還有一種方案，就是讓光纖內(nèi)芯引導(dǎo)激光按照幾種不同的方式（稱為模式）傳輸。兩種不同模式的光信號在光纖中可以穿過對方，但在光纖的末端可以分離出來。
為了在光線中實現(xiàn)多模式，需要讓不同模式的信號在光通路橫截面上的投影形狀不同。某一模式的信號由特定的激光發(fā)射器產(chǎn)生，經(jīng)過接收器的光學(xué)和電學(xué)處理，可以從多模式信號中分離出來。這樣的分離技術(shù)，早已在多輸入/輸出射頻天線中得到應(yīng)用。
目前，多模式和多內(nèi)芯光纖通信仍在發(fā)展初期。而有幾個實驗室的測試，被稱為“英雄實驗”，因為它們創(chuàng)下了光纖通信水平的歷史新高，給記者和管理者留下了深刻印象。這樣的實驗結(jié)果表明，它們都具有很大的發(fā)展?jié)摿�，可以進(jìn)一步提高光纖的通信容量。這些技術(shù)集合在一起，就可能把通信通信容量再提高幾百倍。
但是，要應(yīng)用上這些技術(shù)，現(xiàn)有的系統(tǒng)還無法滿足要求，還有很多實際應(yīng)用方面的問題有待解決。“基本上，所有的空分復(fù)用技術(shù)現(xiàn)在都還有很明顯的問題。”Bennett這樣認(rèn)為。比如說，對于多內(nèi)芯和多模式光纖，光纖前端與發(fā)射器的連接，光纖末端與接收器的連接，都比目前的標(biāo)準(zhǔn)光纖技術(shù)要復(fù)雜許多，對于它們來說，需要更高的機(jī)械精度，來保證不同的光信號進(jìn)入特定的內(nèi)芯，或者形成特定的模式，這需要每個系統(tǒng)都以更高的精度連接。
除非能夠取得工程技術(shù)層面上的突破性進(jìn)展，“否則，最簡單的還是再增加一根光纖，這就是光纖通信服務(wù)供應(yīng)商告訴我們的事實。”Bennett提到。
Peter Winzer是貝爾實驗室技術(shù)部門的著名成員，是高速光纖系統(tǒng)的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，他同意，鋪設(shè)容納了更多光纖的新光纜，的確是最簡單的方法。但是在最近的文章中，他警告，這樣的方法會增加成本，因此可能不會成為通信公司的最佳選項。
新的點子還在不斷涌現(xiàn)。2015年6月，加州大學(xué)圣迭戈分校的Nikola Alic和他的同事報告稱，利用光學(xué)頻率梳（optical frequency comb），他們成功提高了光纖通信距離。這種技術(shù)可以根據(jù)一束激光的波長鎖定另一束激光的波長，從而消除毛刺，改善信號質(zhì)量。“利用這一技術(shù)，我們至少可以將任何系統(tǒng)的通信容量提高一倍。”Alic提到，Winzer也認(rèn)為，“這是很好很扎實的研究成果。”但是他同時也對于這一技術(shù)是否足以讓開發(fā)者心動表示懷疑，畢竟他們期望可以獲得更顯著的通信容量增長。
接下來會發(fā)生什么呢？現(xiàn)在的通信業(yè)者正在加緊建設(shè)100Gb相干系統(tǒng)。超級頻段系統(tǒng)可以將最大通信容量提高30%左右，而空分復(fù)用技術(shù)看上去會是下一次重大突破的最佳候選技術(shù)。但是除了這些，誰知道還會有什么呢？
也許，一些舊瓶裝新酒式的創(chuàng)新會出現(xiàn)。相干信號傳輸技術(shù)，在上世紀(jì)80年代成為研究熱點，在2010年左右得到廣泛應(yīng)用，但是很快就被其他新技術(shù)趕超和取代�？赡軙腥碌募夹g(shù)從光子學(xué)研究的肥沃土壤中萌芽。而我們總是需要更多的光纖，無論如何，全世界對于數(shù)據(jù)傳輸速度和容量進(jìn)一步提高的渴求，會促使研究者們竭盡全力去繼續(xù)擴(kuò)展帶寬。
