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　　經過數十年來指數式的增長，光纖通信的速度可能遇到了瓶頸。

　　自二十世紀80年代以來，光纖中每秒可以傳送的信息字節數已經增加了大約1000萬倍。即使是在上個世紀末期電子技術飛速發展的前提下，這樣的發展速度也是驚人的，甚至超過了。同時期集成電路芯片上的晶體管數量的增長速度。對于后者，有摩爾定律預測其增長趨勢，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，以紀念唐納德·凱克。他是低損耗光纖的共同發明者之一，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展，和光纖通信的發展結合在一起，才有了現在不可思議的“網絡奇跡”。電子與電子之間的相互作用較強，這一特性對于數字和存儲器中的高速開關電子器件來說是優勢，而對于長距離信號傳輸，相互作用較弱的光子反而更具優勢，它們結合起來，才實現了技術革命，才塑造了我們身處的這個時代。

　　現在，半導體產業面臨著維持摩爾定律的巨大挑戰，光纖光學在艱難地試圖維持高速發展的趨勢。過去幾十年來，一系列技術進步使得通信行業的從業者可以不斷地提高光纖通信網絡的數據傳輸速率，但是，幾乎所有容易改進的地方都已經到了極限，為了繼續維持發展的態勢，他們必須做出真正偉大的創新。

光纖通信又將如何繼續提升？" height="134" width="550"/>

　　圖注：光纖數據容量在過去的數十年內始終呈指數式增長，圖是根據唐納德·凱克收集的數據繪制的，從中可以追蹤到通常出現于商業應用之的突破性“偉大實驗”，從圖上可以看到在波分復用技術應用之前和之后（亮藍色區域）通信容量的增長。

　　現在使用的光纖內芯是直徑9微米的玻璃細絲，它對波長1.55微米的紅外光幾乎是完全透明的。在光纖內芯外面，包裹著超過50微米厚的玻璃覆層，相比玻璃內芯材料，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芯之中，并且通過內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。除了原子核占據的極少空間，光纖內芯材料內部幾乎是一片空曠，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層，導致信號衰減。一般經過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。