比5G还快：光纤通信

2019年6月6日上午工信部宣布，正式为中国移动、中国联通、中国电信和中国广电四家企业发放5G牌照，意味着这四家企业可以在合乎法规的前提下开展和5G有关的相关运营工作。而2019年被称为5G元年，这一年华为被美国制裁，孟晚舟女士被捕。我国在2G时代通信被国外支配，向外国支付了大量的专利费；3G时代我国开始追赶，华为也就在这个时候开始发力，突破3G的技术难题；4G时代，华为继续发力，中兴也不负众望有所突破，在4G时代，我国的无线通信能力已经和国外的诸如诺基亚、爱立信等齐头并进，不需要再向国外的公司支付高昂的专利费用；在5G时代，华为公司以全球3700多项专利位居全球第一，同时其5G通信设备的出货量也是全球第一，这一点以美国为首的国家时坚决不能接受的，因此想尽办法制裁我国的相关公司。

华为的方案

我们知道5G通信的速度非常快，除了速度快之外，还具有低延时、万物互联等优势，因为其无线的特点，我们能够在任意信号覆盖的地方实现即时的通信。5G网络的数据传输速率远远高于以前的蜂窝网络，最高可达10 Gbit/s，比先前的4G LTE蜂窝网络快100倍。5G的超大带宽传输能力，即便是看4K高清视频、360度全景视频以及VR虚拟现实体验都不会出现卡顿的情况。5G对于时延的最低要求是1毫秒，甚至更低，这一点对于即时的通信是非常重要的，如无人驾驶、游戏方面的等。

自动驾驶

通过上述数据我们已经知道5G的速度之快，那么还有没有比这个更快的通信速度，答案就是光通信，狭义上是指光线通信，这是目前一切长距离通信的基础，我们通过微信给朋友发送一条短信时，信息通过的路径是：手机无线通信>通信运营商的基站>光纤通信>软件厂商服务器>光纤通信>通信运营商的基站>手机无线通信，要想实现即时的通信，这整个过程持续的事件往往在100毫秒以内。

通信示意图

以微信视频电话为例，我们要想通话的时候视频不卡顿，延时需要在80毫秒以内。光在真空中的传播速度为30万公里每秒，在光纤中的传播速度会略有下降，为了简化计算，我们仍然以30万公里每秒来计算，从北京到广州的距离约为2100公里，我们以2500公里的光纤计算，一束光在光纤中从北京传播到广州理论上传播时间为8.33毫秒，实际上光在长距离传播时还需要在中继站中完成光电转化，这个过程比光传播的事件还要长，同时数据在程序中执行的事件也很长，在整个过程中，似乎光的传播时间是最短的，因此可以说光线通信是目前一切长距离通信的基础，5G的高速通信也是在光线通信的基础上实现的。

光在光纤中传播

1966年诺贝尔奖获得者华裔科学家高锟博士提出了 光纤通信理论，从而开启了光纤通信的研究。

高锟

2014年，一个荷兰和美国的联合研究小组成功让仅仅一根光导纤维承载了高达255 Tbps的网络连接，能够在单根光纤中承载世界上所有的互联网流量。目前最快的光纤通信所能够达到的速度为10Pbit/s，相当于1秒钟装满1280个容量为1TB的硬盘，这种速度远远超过了目前所有的硬件苏能够处理的速度。现今的光纤通信已经不限于高传播速度而是往特种光纤中发展，使之能够满足特定的使用环境。