海底：无线时代，我们难道不能比洲际光缆做得更好吗？

周六，一艘等待进入肯尼亚港口城市蒙巴萨的船只误入禁区并抛锚，无意中切断了通往东非的一条重要海底互联网和电话线路。这种事情时有发生，但周六的事件是一次特别不合时宜的事件。被切断的电缆已经超负荷运行，重新路由了一周前在红海意外切断的另外三条电缆的数据。总而言之，这些光纤通道是东非电信基础设施的支柱。现在只剩下一条海底光纤链路承担着整个东非的全部负载，导致卢旺达、肯尼亚、布隆迪、埃塞俄比亚、坦桑尼亚和南苏丹的互联网连接速度降低 20%，直到修复完成，这个过程可能需要数周时间。

三年前，在接入高容量海底光纤网络之前，东非的大多数互联网流量都是通过昂贵的卫星连接或速度极慢的电话线传输的。从那时起，该地区的经济体开始依赖这些日益增强的连通性，因此本周末的事件几乎意味着一场小型经济灾难。这也引发了一个更大的问题：当全球经济和日常生活如此依赖互联网接入时，为什么我们仍然依赖这些看似脆弱的海底电缆，这些容易发生事故的物理“管道”连接着大洋彼岸的各大洲？为什么在一个日益无线的世界里，我们仍然如此依赖有线？难道没有更好的方法来连接全球吗？

答案是：并非如此。尽管存在诸多缺点，但光纤通信实际上相当了不起，而且每年都在进步。事故确实会发生。2006 年，台湾附近的吕宋海峡发生地震，导致九条电缆中的七条断裂，通信网络遭受数周的严重破坏；2008 年，地中海的电缆两次受损，导致中东、非洲和印度次大陆的通信中断（这只是最近的两个例子——还有很多很多）。但实际上没有任何技术可以超越我们目前的光纤技术。解决东非目前遇到的问题的办法不是减少光纤电缆，而是增加光纤电缆。

“我们竟然如此依赖这些物理连接，这真是太不可思议了，但原因在于光纤技术带来的飞跃，”即将出版的《管道：通往互联网中心的旅程》一书的作者安德鲁·布鲁姆说道。沿着海底（有时在海底）铺设的物理电缆以光的形式传输着大量数据，这些数据比通过卫星或天线塔无线传输的无线电信号中传输的数据量大几个数量级。用某种无线技术取代这些电缆的想法很诱人，但在可预见的未来，我们只能使用光纤。

光纤电缆传输的数据量比无线传输的数据量大几个数量级。“问题在于，我们谈论的数据量需要非常宽的频谱，”卡内基梅隆大学工程与公共政策教授马文·瑟布说。“而为了获得宽频谱，你需要使用非常高频的电磁波。光波的频率非常非常高。如果你看看我们通常认为的无线电波的频率，要找到那么多频谱，你必须处于非常高的频率，就像光一样，它们在雾或雨中会衰减，因此不能真正用于往返卫星，甚至不能用于地面上的长距离传输。”

Sirbu 表示，相反，我们将这些高频信号以光的形式放入光纤中。光纤非常透明，因此信号不会随着距离的增加而衰减。光纤内部没有雾、雨或其他大气水分干扰信号，因此无论是穿过房间还是穿越太平洋，信号都能保持完整性。当容量用完时，可以铺设一条新电缆。或者，更好的是，您可以拨打已铺设电缆中的容量。

布鲁姆说，光纤正是在这里创造了“量子飞跃”。目前光纤的标准操作单位是每秒 10 千兆位。但正在交换到通用系统中的新光学模块将容量提升到每秒 40 甚至 100 千兆位。同样的电缆可以承载十倍以上的容量，无需在海底铺设一条新电缆即可扩大系统。其他技巧——包括从传输信号的新方法到实现被称为“时间望远镜”的透镜来操纵光脉冲——可能会在可预见的未来保持这种容量的快速增长。

Sirbu 表示，避免东非即将面临的灾难的关键是冗余。“如果你看看美国，我们在许多不同的地方都有光缆登陆点，从佛罗里达州到缅因州，以及整个西海岸，”Sirbu 说。“考虑到全球网络的互连，如果进入一个登陆点的光纤断了，其他地点的光纤登陆点仍可运行。但非洲可能是光纤密度最低的大陆，尤其是与欧洲、北美或东亚相比。他们处于更危险的境地。”

这对东非来说是个问题，尤其是在两起独立事件导致该地区三条主要光纤神经中的两条被切断的情况下。虽然脆弱的海底电缆似乎是该地区当前连通性问题的根源，但确保东非的通信基础设施不再悬于一根光纤上的关键——确保它不会暂时回到拨号和卫星信号的时代——是线路多样性。换句话说，答案是增加光纤电缆，而不是减少。

“这些切断总是令人兴奋的，因为这些时刻提醒着每个人电缆就在那里，”布鲁姆说。“这次切断尤其令人兴奋，因为这是第一次真正看到东非拥有光纤意味着什么，而三年前东非还没有光纤。所以我乐观地看待它。正是光纤技术的惊人容量才使互联网在全球范围内发展。没有光纤，就不会有这个全球互联网——这就是它的神奇之处。”