好消息！
广大武汉市民期盼已久的
两湖隧道工程将于
今年6月底开工！
这条隧道下穿东湖、南湖，
既顺接过江交通，
又分担二环线交通压力，
武昌中心城区迎来
又一条南北向骨干快速通道。
全长19公里
施工难度居世界前列
据介绍，两湖隧道工程北接秦园路和东湖路，南连三环线，全长约19公里，为小汽车专用道路，设计车速50公里/小时。采用“隧—路—隧”总体建设方式，以地下隧道为主。为提高隧道运营安全性，在卓刀泉北路设置地面段，以此为界，分为东湖段和南湖段。为减少拆迁、节约用地，隧道内设计为上、下两层，分别行驶不同方向车辆。
东湖段
全长约11公里，设置双主线，呈“Y”状，即分别从秦园路接线、东湖路接线两条主线引出，然后逐渐并线，长度分别约为5.9公里和4.1公里，均为双向4车道，并线后为双向8车道，采用盾构施工。
据悉，之所以采用呈“Y”形设计，就是考虑到长距离、中短距离多个方向的车流出行，汉口方向的长距离车流可通过公铁隧道过江后，接两湖隧道秦园路接线到达光谷、南湖方向，水果湖区域的车流则可就近通过东湖路接线快速前往光谷、南湖方向。卓刀泉北路地面段长1公里，南湖段主线与此相接。
南湖段
主线全长8公里，双向6车道，采用盾构施工。通过预测远期交通量，从汉口、武昌区域前往南湖方向的车流不会那么大，且过东湖出地面后将提前分流一部分到其他方向，因此东湖段采取8车道，南湖段适当减至6车道。值得一提的是，南湖段盾构直径为15.5米，超大直径国内居首，是国内最长、世界规模最大的城市湖底隧道。
设计单位相关负责人表示，两湖隧道整体建设条件复杂，“不亚于过江地铁的建设难度。”地下分布岩溶、硬岩、软硬不均的复合地层，在同等级别的盾构实施条件中，极其少见，项目综合技术难度位居世界前列。
为何要建两湖隧道？
为何要建两湖隧道？武汉城投集团总工办负责人介绍，两湖隧道位于武昌中心城区南北向中轴线位置。目前，武昌片区受东湖、南湖、铁路走廊及一大批高校、大型企事业单位分隔，形成多个“封闭型”片区，南北向沟通不畅，区域出行受阻。高峰期拥堵严重，尤其是水果湖隧道、珞狮北路拥堵成为常态。通过路网结构分析，目前武昌地区南北向仅友谊大道—中山路、二环线等两条贯通性干路，需要构建新通道均衡车流。
为应对持续增长的交通压力，建设一条既能顺接过江交通、又能分担二环线交通压力的南北向交通干线迫在眉睫。因此，两湖隧道工程应运而出。
据介绍，两湖隧道沿线共设8个出入口。隧道建成后，将形成一条平行于珞狮路的南北向大通道，可改善二环线（水果湖隧道、珞狮北路段）的交通瓶颈和拥堵状况，完善武昌地区骨干路网，解决南湖、水果湖地区居民出行难，适应区域交通长远发展。对于东湖风景区而言，可有效分流景区周边道路如东湖南路、卓刀泉南路的交通压力，形成交通保护走廊，提升景区周边的慢行交通品质，方便更好地保护和管理景区。
对湖泊“占一还一”
为保护水体，13公里隧道全走地下
全长19公里的两湖隧道，其中盾构总长度达13.3公里，占比为全国第一。为保护湖泊水体及景区环境，大多采用地下盾构隧道方式。
武汉城投集团总工办负责人介绍，两湖隧道建设前，经过了一年多的专家论证，“工程要下穿东湖、南湖，经过5A级风景区，考虑到保护生态和景观，前后组织了三次专家论证会，还邀请多位院士、勘察设计大师对工程技术方案进行把关。涉及建设用地选址、水环境影响评价、占湖论证等相关程序均依法依规获得主管单位审批同意。”
19公里如果全部采取隧道方式，驾驶者容易疲劳，一旦发生事故也不容易疏散，从安全性、舒适性考虑，东湖段和南湖段通过地面段连接。
地面段涉及占用部分湖面，根据武汉市湖泊保护“占一还一”的占补平衡原则，还湖工程也将同步实施，确保工程建设完成后，东湖总体容量不变。
湖底隧道绝大部分采取盾构法，埋深在湖底20米左右，未穿越核心湖面。施工时将采取一系列环保、水保措施，严格控制生活垃圾、弃渣处理，以及施工污水处理排放，同时采取环保管理、环境监理和监测等措施，有效减少施工对东湖水体的影响。采用隧道方式，对周边影响最小，对湖泊保护最好。两湖隧道建成后，可将卓刀泉北路和南路的地面交通引到地下，对地面的环境进行提档升级。此外，可将现状的东湖南路地面空间释放，车流引入地下，让东湖绿道真正成环，造福市民。
广大武汉市民期盼已久的
两湖隧道工程将于
今年6月底开工！
这条隧道下穿东湖、南湖，
既顺接过江交通，
又分担二环线交通压力，
武昌中心城区迎来
又一条南北向骨干快速通道。
全长19公里
施工难度居世界前列
据介绍，两湖隧道工程北接秦园路和东湖路，南连三环线，全长约19公里，为小汽车专用道路，设计车速50公里/小时。采用“隧—路—隧”总体建设方式，以地下隧道为主。为提高隧道运营安全性，在卓刀泉北路设置地面段，以此为界，分为东湖段和南湖段。为减少拆迁、节约用地，隧道内设计为上、下两层，分别行驶不同方向车辆。
东湖段
全长约11公里，设置双主线，呈“Y”状，即分别从秦园路接线、东湖路接线两条主线引出，然后逐渐并线，长度分别约为5.9公里和4.1公里，均为双向4车道，并线后为双向8车道，采用盾构施工。
据悉，之所以采用呈“Y”形设计，就是考虑到长距离、中短距离多个方向的车流出行，汉口方向的长距离车流可通过公铁隧道过江后，接两湖隧道秦园路接线到达光谷、南湖方向，水果湖区域的车流则可就近通过东湖路接线快速前往光谷、南湖方向。卓刀泉北路地面段长1公里，南湖段主线与此相接。
南湖段
主线全长8公里，双向6车道，采用盾构施工。通过预测远期交通量，从汉口、武昌区域前往南湖方向的车流不会那么大，且过东湖出地面后将提前分流一部分到其他方向，因此东湖段采取8车道，南湖段适当减至6车道。值得一提的是，南湖段盾构直径为15.5米，超大直径国内居首，是国内最长、世界规模最大的城市湖底隧道。
设计单位相关负责人表示，两湖隧道整体建设条件复杂，“不亚于过江地铁的建设难度。”地下分布岩溶、硬岩、软硬不均的复合地层，在同等级别的盾构实施条件中，极其少见，项目综合技术难度位居世界前列。
为何要建两湖隧道？
为何要建两湖隧道？武汉城投集团总工办负责人介绍，两湖隧道位于武昌中心城区南北向中轴线位置。目前，武昌片区受东湖、南湖、铁路走廊及一大批高校、大型企事业单位分隔，形成多个“封闭型”片区，南北向沟通不畅，区域出行受阻。高峰期拥堵严重，尤其是水果湖隧道、珞狮北路拥堵成为常态。通过路网结构分析，目前武昌地区南北向仅友谊大道—中山路、二环线等两条贯通性干路，需要构建新通道均衡车流。
为应对持续增长的交通压力，建设一条既能顺接过江交通、又能分担二环线交通压力的南北向交通干线迫在眉睫。因此，两湖隧道工程应运而出。
据介绍，两湖隧道沿线共设8个出入口。隧道建成后，将形成一条平行于珞狮路的南北向大通道，可改善二环线（水果湖隧道、珞狮北路段）的交通瓶颈和拥堵状况，完善武昌地区骨干路网，解决南湖、水果湖地区居民出行难，适应区域交通长远发展。对于东湖风景区而言，可有效分流景区周边道路如东湖南路、卓刀泉南路的交通压力，形成交通保护走廊，提升景区周边的慢行交通品质，方便更好地保护和管理景区。
对湖泊“占一还一”
为保护水体，13公里隧道全走地下
全长19公里的两湖隧道，其中盾构总长度达13.3公里，占比为全国第一。为保护湖泊水体及景区环境，大多采用地下盾构隧道方式。
武汉城投集团总工办负责人介绍，两湖隧道建设前，经过了一年多的专家论证，“工程要下穿东湖、南湖，经过5A级风景区，考虑到保护生态和景观，前后组织了三次专家论证会，还邀请多位院士、勘察设计大师对工程技术方案进行把关。涉及建设用地选址、水环境影响评价、占湖论证等相关程序均依法依规获得主管单位审批同意。”
19公里如果全部采取隧道方式，驾驶者容易疲劳，一旦发生事故也不容易疏散，从安全性、舒适性考虑，东湖段和南湖段通过地面段连接。
地面段涉及占用部分湖面，根据武汉市湖泊保护“占一还一”的占补平衡原则，还湖工程也将同步实施，确保工程建设完成后，东湖总体容量不变。
湖底隧道绝大部分采取盾构法，埋深在湖底20米左右，未穿越核心湖面。施工时将采取一系列环保、水保措施，严格控制生活垃圾、弃渣处理，以及施工污水处理排放，同时采取环保管理、环境监理和监测等措施，有效减少施工对东湖水体的影响。采用隧道方式，对周边影响最小，对湖泊保护最好。两湖隧道建成后，可将卓刀泉北路和南路的地面交通引到地下，对地面的环境进行提档升级。此外，可将现状的东湖南路地面空间释放，车流引入地下，让东湖绿道真正成环，造福市民。
从拨号上网到44Tb/秒：网速这东西，多快都不嫌快#网速#
澳大利亚科学家在单根光纤上实现了打破世界纪录的44.2Tb/秒数据传输速度。网速的进化史上有哪些里程碑？我们用得着这么快的网速吗？
在线办公，在线社交，在线娱乐已经成了今天的常态——人们似乎忘了，如果按照拨号上网时代的网速，这一切都是难以想象的。那时的音乐需要在“下载”后欣赏，能够在线流畅收听的，唯有调制解调器那叽叽咕咕的嘶鸣声。
但今天的网速就够快了吗？真实的情况是：十多年前人们在嫌弃网络卡顿，今天的我们还在嫌弃网络卡顿……在我们可预见的未来，随着云计算、物联网等技术的发展成熟，网络的压力只会越来越大。宽带渐宽，但总是不太够用。
新冠肺炎席卷全球期间，大量人口被迫宅在家，对各地的网络服务商造成了的一次巨大考验。正是在这个节骨眼上，澳大利亚科学家宣布开发出了一种指甲盖大小的芯片，将它接入现有的商用光纤时，单根光纤每秒可以传输44.2Tb（1Tb大约相当于1000Gb）数据。这是目前该国运营商类似网路设施速度的大约100倍。
消费者互联网的萌芽时代
虽然互联网的雏形最早可以追溯到上世纪60年代，但直到80年代末90年代初，随着各种因特网协议和技术被标准化，才有越来越多的用户连接到了网络中。当时，网络的使用仍然有技术门槛和可能性上的局限，而万维网的发明和投入应用，让因特网真正实现了所有人的互联。到了上世纪90年代中期，网络服务变得更加廉价亲民了。
不过，早期的消费者互联网没有自己的专用线路，只能在发展了一个世纪的电话网络上，打了一块“补丁”——互联网数据借助普通电话线进行传播，但需要先将数字信号调变到模拟信号进行传输，再在终端“解调”收到的模拟信号，以获得最初的数字信号。
尽管第一台电话调制解调器在1958年就在贝尔实验室被发明出来，但一直用于该机构内部的设备互联。第一部被设计用于个人电脑（PC）的调制解调器发明于1977年，但是速度更快的56k调制解调器，到了1996年才问世。以这种设备的速度，下载1Gb的文件需要三天半以上。拨号上网的另一个缺点是占用了电话线。当你用“猫”上网时，电话就无法接通了。
21世纪初接入千家万户的ADSL（非对称用户数字线，“非对称”主要体现在上行速率和下行速率的非对称性上）服务让网速有了可感知的提升。ADSL利用数字编码技术从铜质电话线上获取最大数据传输容量，同时又不干扰在同一条线上进行的常规话音服务（原因是它用电话话音传输以外的频率传输数据）。
可以说，铜导线曾经是互联网传输的“脊梁”。但是铜导线的瓶颈在于：线路中能够传输的信号波形是有限的，即便是传输能力更强的同轴电缆也是如此。另一方面，铜线通过电子的移动来传输信号，传输过程中信号的衰减较为严重，这让信号传输的距离受到了限制。
随着宽带网用户数量的增多，其成本也逐渐下降，于是更多的人放弃了拨号上网。根据皮尤研究中心的数据，2004年时，美国宽带上网的人数首次与拨号上网持平。宽带的普及伴随着无线局域网（WLAN）的出现，也彻底改变了人们网上冲浪的方式。没有这种速度，互联网就不会有今天的广泛应用。也正是网速的上升，让各种视频网站纷纷崛起，网上购物和即时交流也变得没有障碍。
但是，“宽带”的定义其实并不很明确。比如在本世纪初，美国联邦通信委员会（FCC）对宽带的定义是：上传或者下载的传输速度大于200kb/秒。这种速度相当于老式56k拨号调制解调器的4倍以上。到了2010年，FCC对宽带的定义改为：至少4Mb/秒下载速度，1Mb/秒上传速度。2015年，这一标准又改为至少25Mb/秒下载速度，3Mb/秒上传速度。网民的增加和网络科技的升级，让“宽带”被不断重新定义。
光纤的逐渐普及
从上世纪80年代开始，光纤就成为了通讯系统的一大支柱。光纤中的光信号携带信息更多，且周期性地被光放大器增强，可以进行远距离传输。另一方面，光纤的优势是不会像导线那样产生电磁场，因此同一根线缆中可以包裹许多独立的光纤。
如今，一根头发粗细的光纤就能以10Tb/秒的速度，将数据传输到大洋彼端。其传输能力，是人们在1988年铺设第一条跨洋光纤时的3万倍。让这种速度飞跃得以实现的最大突破，是工程师们研究出了如何在单条光纤中同时传输100个不同频段的信号。
即便如此，由于跨洋光纤数千公里的长度，光传输过程中再小的信号扭曲和噪声信号也会积少成多、造成麻烦。因此，在同时传输的波段中，每个频道最大的传输速度也几乎不可能超过100Gb/秒。
为了打破这一瓶颈，制造商又开发出一种新型的光纤。标准光纤的超纯度玻璃核心直径只有9毫米，而新型光纤增加了这一直径，并使用更低的信号传输强度，减少了噪声。不过，尺寸更大的玻璃纤维，意味着光纤对拉扯和弯折更加敏感。
幸而海底的环境更加稳定，不会对新型光纤造成过多外力干扰。世界上最高速的光纤之一，连接美国西海岸和日本的FASTER系统用的就是上述新型光纤，该系统的6对光纤，每对可传输100个波段，单个波段速度100Gb/秒，总速度达60Tb/秒。2017年，微软和脸书共同出资架设的 MAREA大西洋海底电缆铺设完成，它的8对光纤可实现总计160Tb/秒的传输速度。
光纤虽然能够实现更快的网速，但成本比铜导线更高，而铺设新的光纤线缆也需要额外的支出。因此除了互联网巨头之外，并不是所有社区都愿意马上升级光纤网络，至少不是“光纤入户”。在人口稠密的城市地带，对线缆进行更新换代的收益大于成本，因此光纤网络较为常见。但在人烟稀少的农村地区，线缆更新换代的频率就要低一些。
即便光纤网络从十年前开始就陆续在人口稠密的地区投入使用，但连通光纤网络的地区，“最后一公里”的信息如何传输，可能决定了网络的速度瓶颈。
以英国为例：一些地区的用户还在使用传统ADSL宽带——利用铜导线连接到街道级别的中继点，再通过铜导线连接到用户家庭。一些社区则应用了FTTC（光纤到街边）接入方式——用高速光纤将数据传输至社区中继点，但每家每户仍通过铜导线连接入网，这种接入方式的最快速度可达66Mb/秒。而全程没有铜线，只用光纤的FTTP接入（光纤到驻地）方式，传输速度理论上可以远超过1Gb/秒，未来还可能超过1Tb/秒。
无线网络或许是为农村地区的消费者提升网速更好的一种方式。通讯供应商无需重新铺设线缆，只需启动覆盖整片区域的新天线基站即可。按照5G网络的预计传输能力（如20Gb/秒），有些家庭甚至不必通过线缆接入宽带，因为无线入网的速度，已经能够匹敌最快的有线连接方式。
但有些通讯专家也谨慎地提醒：无线网络可能有信号不够稳定的缺点。再者说，无线基站本身也需要有线网络的支撑——用户是“移动”的，但信号基站是位置固定、需要通过光纤联网的。
另一个方案是提升传输信号的频率范围。英国正在开发的G.Fast技术仍基于传统的铜导线传输数据，但频率扩展后数据的传输速度可以超过300Mb/秒。同样，未来光纤中的信号如果能超越红外频段，也可能带来更快的传输速度。
现有光纤网络仍需提速
随着光纤广泛投入应用，大型数据中心之间的数据传输速度已经以Tb/秒为单位计算。但是一旦到了地区和用户级别，网络速度又变得不够用。每逢网络使用的高峰期，一些节点还会形成“交通堵塞”，比如在人流密集的商超尝试上网，或者在高峰时段观看视频。
更高的带宽固然重要，信号的即时性同样不可忽视。人类对语音的中断十分敏感，因此电话或视频会议的音频或视频质量不高尚能继续，但“掉帧”却是难以容忍的。此外，云计算、远程手术、交互游戏等新兴技术，不仅要求高带宽，同时也要求低延迟的网络响应速度。自动驾驶汽车和远程手术的信号延迟会造成危险，而3D交互游戏的延迟掉帧，则会造成玩家的眩晕感，影响游戏体验。
两个网络终端之间的交互延迟，主要的影响因素是二者的距离。光纤中的光信号曲折前进，直线方向的传播速度为20万公里/秒，因此从伦敦发出的信号沿着光纤传播，最快也要86毫秒后才能从8600公里外的旧金山获得反馈，这种延迟对于云计算等应用是难以承受的。
由于这种物理学层面的限制难以克服，谷歌、微软、亚马逊等互联网巨头将他们的数据在世界各地的服务器中心进行备份，以便就近、更快地读取数据。但越来越多的数据中心，对带宽造成了更大的压力。这些大公司的数据同步中心消耗的带宽，如今甚至超过了公众使用的互联网。
所以，如果网速不能提上去，那么远程手术，自动驾驶等革命性技术都无从谈起。和计算机处理芯片需要不断升级一样，网络速度也有不断扩容的需求。
其实，在铺设之初，许多光纤的容量其实远远超过了用户的需求，但线缆铺设过程的成本不菲，因此服务商就在线缆中预留了未使用的“暗光纤”。所以对带宽的提升，最初只要不断启用新的暗光纤即可。
但是随着流媒体等服务的兴起，近年来，互联网每年的流量增幅达到25%——用户对于带宽需求的增加，正在加速超越供应商的硬件升级能力。那么，未来的网速该如何升级呢？
用诺奖技术改造现有光纤
前文提到的打破网速纪录的光纤芯片，利用了“光频梳”结构，能够创造出一系列红外光，让数据得以同时通过各种波段的光传输。
光频梳是激光技术领域的重大革新，2005年，两位科学家就因为对光频梳技术的开创性工作，获得当年的诺贝尔物理学奖。就像普通的梳子能把头发分成绺一样，光频梳能将单色的输入激光转化为波长间隔相等的一系列光线。
为了充分利用光纤线路上光增大器的输出光谱，不同类型的数据会被分配到不同的红外线波段——就像白色的可见光可以被棱镜分为不同颜色（波长）的单色光那样，红外波段也可分为不同的“色彩”，各自传输不同的数据。不同波长的红外信号可以在同一根光纤中传输，到了终端再予分离——现有的装置需要在光纤中分别产生各个波长的激光，而光频梳利用一束激光，一块温控芯片和一个环形光谐振器，就能发射大量不同波长的光信号。这些微型设备中最关键的结构是环形的光谐振器，在单种波长的激光打到谐振器上时，它能精准地将单色的激光分解为多个频道。
将光频梳技术应用于光纤，这并不是第一次。加州大学圣地亚哥分校的研究团队2015年发表在《科学》上的研究中，就通过光频梳技术减少了信号噪声、增加了传输效率。当时研究者表示：通过进一步的发展，该方案能让光纤系统的传输速率翻倍。
本次破纪录的芯片，采用了全新类型的“光孤子晶体（soliton crystals）”光频梳。研究者将这种芯片在墨尔本已有的光纤网路上进行测试，并实现44.2Tb/秒的高速传输，这证明了现有的光纤只要更换芯片，就能够大幅提升速度。
另一方面，由于这类光频梳的制备技术正是目前商业化量产计算机芯片的技术，研究者认为，大规模生产这种光学芯片是能够很快实现的。
这一技术突破，并不意味着家家户户很快能用上Tb/秒级别的网速。今天普通消费者能够购买到的最高网速，是1Gb/秒的“谷歌光纤”项目，但使用者并不算多。美国能源部专用的科学网络ESnet，速度达到了400Gb/秒，但只留给了NASA之类的机构使用。由于成本等原因，Gb/秒级别的网速还是没能平民化。本次打破网速纪录的研究者也表示，他们的技术将首先利用于连接大型的数据中心。
数十年间，网速的提升带来了翻天覆地的变化，但另一方面，全球仍有43%的人口没有连上互联网。也许网速纪录的打破，只是为人们展示了一种可能性，而网速提升的便利最终惠及普罗大众，仍有很长的路要走。
文本来源：新浪科技综合
澳大利亚科学家在单根光纤上实现了打破世界纪录的44.2Tb/秒数据传输速度。网速的进化史上有哪些里程碑？我们用得着这么快的网速吗？
在线办公，在线社交，在线娱乐已经成了今天的常态——人们似乎忘了，如果按照拨号上网时代的网速，这一切都是难以想象的。那时的音乐需要在“下载”后欣赏，能够在线流畅收听的，唯有调制解调器那叽叽咕咕的嘶鸣声。
但今天的网速就够快了吗？真实的情况是：十多年前人们在嫌弃网络卡顿，今天的我们还在嫌弃网络卡顿……在我们可预见的未来，随着云计算、物联网等技术的发展成熟，网络的压力只会越来越大。宽带渐宽，但总是不太够用。
新冠肺炎席卷全球期间，大量人口被迫宅在家，对各地的网络服务商造成了的一次巨大考验。正是在这个节骨眼上，澳大利亚科学家宣布开发出了一种指甲盖大小的芯片，将它接入现有的商用光纤时，单根光纤每秒可以传输44.2Tb（1Tb大约相当于1000Gb）数据。这是目前该国运营商类似网路设施速度的大约100倍。
消费者互联网的萌芽时代
虽然互联网的雏形最早可以追溯到上世纪60年代，但直到80年代末90年代初，随着各种因特网协议和技术被标准化，才有越来越多的用户连接到了网络中。当时，网络的使用仍然有技术门槛和可能性上的局限，而万维网的发明和投入应用，让因特网真正实现了所有人的互联。到了上世纪90年代中期，网络服务变得更加廉价亲民了。
不过，早期的消费者互联网没有自己的专用线路，只能在发展了一个世纪的电话网络上，打了一块“补丁”——互联网数据借助普通电话线进行传播，但需要先将数字信号调变到模拟信号进行传输，再在终端“解调”收到的模拟信号，以获得最初的数字信号。
尽管第一台电话调制解调器在1958年就在贝尔实验室被发明出来，但一直用于该机构内部的设备互联。第一部被设计用于个人电脑（PC）的调制解调器发明于1977年，但是速度更快的56k调制解调器，到了1996年才问世。以这种设备的速度，下载1Gb的文件需要三天半以上。拨号上网的另一个缺点是占用了电话线。当你用“猫”上网时，电话就无法接通了。
21世纪初接入千家万户的ADSL（非对称用户数字线，“非对称”主要体现在上行速率和下行速率的非对称性上）服务让网速有了可感知的提升。ADSL利用数字编码技术从铜质电话线上获取最大数据传输容量，同时又不干扰在同一条线上进行的常规话音服务（原因是它用电话话音传输以外的频率传输数据）。
可以说，铜导线曾经是互联网传输的“脊梁”。但是铜导线的瓶颈在于：线路中能够传输的信号波形是有限的，即便是传输能力更强的同轴电缆也是如此。另一方面，铜线通过电子的移动来传输信号，传输过程中信号的衰减较为严重，这让信号传输的距离受到了限制。
随着宽带网用户数量的增多，其成本也逐渐下降，于是更多的人放弃了拨号上网。根据皮尤研究中心的数据，2004年时，美国宽带上网的人数首次与拨号上网持平。宽带的普及伴随着无线局域网（WLAN）的出现，也彻底改变了人们网上冲浪的方式。没有这种速度，互联网就不会有今天的广泛应用。也正是网速的上升，让各种视频网站纷纷崛起，网上购物和即时交流也变得没有障碍。
但是，“宽带”的定义其实并不很明确。比如在本世纪初，美国联邦通信委员会（FCC）对宽带的定义是：上传或者下载的传输速度大于200kb/秒。这种速度相当于老式56k拨号调制解调器的4倍以上。到了2010年，FCC对宽带的定义改为：至少4Mb/秒下载速度，1Mb/秒上传速度。2015年，这一标准又改为至少25Mb/秒下载速度，3Mb/秒上传速度。网民的增加和网络科技的升级，让“宽带”被不断重新定义。
光纤的逐渐普及
从上世纪80年代开始，光纤就成为了通讯系统的一大支柱。光纤中的光信号携带信息更多，且周期性地被光放大器增强，可以进行远距离传输。另一方面，光纤的优势是不会像导线那样产生电磁场，因此同一根线缆中可以包裹许多独立的光纤。
如今，一根头发粗细的光纤就能以10Tb/秒的速度，将数据传输到大洋彼端。其传输能力，是人们在1988年铺设第一条跨洋光纤时的3万倍。让这种速度飞跃得以实现的最大突破，是工程师们研究出了如何在单条光纤中同时传输100个不同频段的信号。
即便如此，由于跨洋光纤数千公里的长度，光传输过程中再小的信号扭曲和噪声信号也会积少成多、造成麻烦。因此，在同时传输的波段中，每个频道最大的传输速度也几乎不可能超过100Gb/秒。
为了打破这一瓶颈，制造商又开发出一种新型的光纤。标准光纤的超纯度玻璃核心直径只有9毫米，而新型光纤增加了这一直径，并使用更低的信号传输强度，减少了噪声。不过，尺寸更大的玻璃纤维，意味着光纤对拉扯和弯折更加敏感。
幸而海底的环境更加稳定，不会对新型光纤造成过多外力干扰。世界上最高速的光纤之一，连接美国西海岸和日本的FASTER系统用的就是上述新型光纤，该系统的6对光纤，每对可传输100个波段，单个波段速度100Gb/秒，总速度达60Tb/秒。2017年，微软和脸书共同出资架设的 MAREA大西洋海底电缆铺设完成，它的8对光纤可实现总计160Tb/秒的传输速度。
光纤虽然能够实现更快的网速，但成本比铜导线更高，而铺设新的光纤线缆也需要额外的支出。因此除了互联网巨头之外，并不是所有社区都愿意马上升级光纤网络，至少不是“光纤入户”。在人口稠密的城市地带，对线缆进行更新换代的收益大于成本，因此光纤网络较为常见。但在人烟稀少的农村地区，线缆更新换代的频率就要低一些。
即便光纤网络从十年前开始就陆续在人口稠密的地区投入使用，但连通光纤网络的地区，“最后一公里”的信息如何传输，可能决定了网络的速度瓶颈。
以英国为例：一些地区的用户还在使用传统ADSL宽带——利用铜导线连接到街道级别的中继点，再通过铜导线连接到用户家庭。一些社区则应用了FTTC（光纤到街边）接入方式——用高速光纤将数据传输至社区中继点，但每家每户仍通过铜导线连接入网，这种接入方式的最快速度可达66Mb/秒。而全程没有铜线，只用光纤的FTTP接入（光纤到驻地）方式，传输速度理论上可以远超过1Gb/秒，未来还可能超过1Tb/秒。
无线网络或许是为农村地区的消费者提升网速更好的一种方式。通讯供应商无需重新铺设线缆，只需启动覆盖整片区域的新天线基站即可。按照5G网络的预计传输能力（如20Gb/秒），有些家庭甚至不必通过线缆接入宽带，因为无线入网的速度，已经能够匹敌最快的有线连接方式。
但有些通讯专家也谨慎地提醒：无线网络可能有信号不够稳定的缺点。再者说，无线基站本身也需要有线网络的支撑——用户是“移动”的，但信号基站是位置固定、需要通过光纤联网的。
另一个方案是提升传输信号的频率范围。英国正在开发的G.Fast技术仍基于传统的铜导线传输数据，但频率扩展后数据的传输速度可以超过300Mb/秒。同样，未来光纤中的信号如果能超越红外频段，也可能带来更快的传输速度。
现有光纤网络仍需提速
随着光纤广泛投入应用，大型数据中心之间的数据传输速度已经以Tb/秒为单位计算。但是一旦到了地区和用户级别，网络速度又变得不够用。每逢网络使用的高峰期，一些节点还会形成“交通堵塞”，比如在人流密集的商超尝试上网，或者在高峰时段观看视频。
更高的带宽固然重要，信号的即时性同样不可忽视。人类对语音的中断十分敏感，因此电话或视频会议的音频或视频质量不高尚能继续，但“掉帧”却是难以容忍的。此外，云计算、远程手术、交互游戏等新兴技术，不仅要求高带宽，同时也要求低延迟的网络响应速度。自动驾驶汽车和远程手术的信号延迟会造成危险，而3D交互游戏的延迟掉帧，则会造成玩家的眩晕感，影响游戏体验。
两个网络终端之间的交互延迟，主要的影响因素是二者的距离。光纤中的光信号曲折前进，直线方向的传播速度为20万公里/秒，因此从伦敦发出的信号沿着光纤传播，最快也要86毫秒后才能从8600公里外的旧金山获得反馈，这种延迟对于云计算等应用是难以承受的。
由于这种物理学层面的限制难以克服，谷歌、微软、亚马逊等互联网巨头将他们的数据在世界各地的服务器中心进行备份，以便就近、更快地读取数据。但越来越多的数据中心，对带宽造成了更大的压力。这些大公司的数据同步中心消耗的带宽，如今甚至超过了公众使用的互联网。
所以，如果网速不能提上去，那么远程手术，自动驾驶等革命性技术都无从谈起。和计算机处理芯片需要不断升级一样，网络速度也有不断扩容的需求。
其实，在铺设之初，许多光纤的容量其实远远超过了用户的需求，但线缆铺设过程的成本不菲，因此服务商就在线缆中预留了未使用的“暗光纤”。所以对带宽的提升，最初只要不断启用新的暗光纤即可。
但是随着流媒体等服务的兴起，近年来，互联网每年的流量增幅达到25%——用户对于带宽需求的增加，正在加速超越供应商的硬件升级能力。那么，未来的网速该如何升级呢？
用诺奖技术改造现有光纤
前文提到的打破网速纪录的光纤芯片，利用了“光频梳”结构，能够创造出一系列红外光，让数据得以同时通过各种波段的光传输。
光频梳是激光技术领域的重大革新，2005年，两位科学家就因为对光频梳技术的开创性工作，获得当年的诺贝尔物理学奖。就像普通的梳子能把头发分成绺一样，光频梳能将单色的输入激光转化为波长间隔相等的一系列光线。
为了充分利用光纤线路上光增大器的输出光谱，不同类型的数据会被分配到不同的红外线波段——就像白色的可见光可以被棱镜分为不同颜色（波长）的单色光那样，红外波段也可分为不同的“色彩”，各自传输不同的数据。不同波长的红外信号可以在同一根光纤中传输，到了终端再予分离——现有的装置需要在光纤中分别产生各个波长的激光，而光频梳利用一束激光，一块温控芯片和一个环形光谐振器，就能发射大量不同波长的光信号。这些微型设备中最关键的结构是环形的光谐振器，在单种波长的激光打到谐振器上时，它能精准地将单色的激光分解为多个频道。
将光频梳技术应用于光纤，这并不是第一次。加州大学圣地亚哥分校的研究团队2015年发表在《科学》上的研究中，就通过光频梳技术减少了信号噪声、增加了传输效率。当时研究者表示：通过进一步的发展，该方案能让光纤系统的传输速率翻倍。
本次破纪录的芯片，采用了全新类型的“光孤子晶体（soliton crystals）”光频梳。研究者将这种芯片在墨尔本已有的光纤网路上进行测试，并实现44.2Tb/秒的高速传输，这证明了现有的光纤只要更换芯片，就能够大幅提升速度。
另一方面，由于这类光频梳的制备技术正是目前商业化量产计算机芯片的技术，研究者认为，大规模生产这种光学芯片是能够很快实现的。
这一技术突破，并不意味着家家户户很快能用上Tb/秒级别的网速。今天普通消费者能够购买到的最高网速，是1Gb/秒的“谷歌光纤”项目，但使用者并不算多。美国能源部专用的科学网络ESnet，速度达到了400Gb/秒，但只留给了NASA之类的机构使用。由于成本等原因，Gb/秒级别的网速还是没能平民化。本次打破网速纪录的研究者也表示，他们的技术将首先利用于连接大型的数据中心。
数十年间，网速的提升带来了翻天覆地的变化，但另一方面，全球仍有43%的人口没有连上互联网。也许网速纪录的打破，只是为人们展示了一种可能性，而网速提升的便利最终惠及普罗大众，仍有很长的路要走。
文本来源：新浪科技综合
【南京长江大保护的三个“大动作”】
南京是长江江苏段“最上游”城市和全省唯一跨江布局的城市。在长江大保护 的浪潮中，97公里的长江南京段正发生 着巨变， “污水滚滚入大江” 的旧貌已退出大众视野，“一江清水、两岸葱绿” 美景重新回归。面对如此巨大的转变，人们不禁好奇，在长江大保护的过程中，其间进行了哪些“大动作”？在本周南京市委市政府连续召开 的三场关于长江大保护系列专题的新闻发布会上，记者了解到，为 实现“质”的飞跃，南京将长江大保护融入城市发展战略，在长江岸线生态修复、 水环境综合治理以及发展绿色经济、塑造特色亮点等方面 浓墨重彩。如今，在南京，不仅 长江岸线的生态功能更加显著，长江干流及入江支流水环境质量也明显改善，达到历年最好水平。
动作一：从临江不见江到生态型绿色岸线
在南京临江之侧的河西新城，一条绵延11 公里长的绿色丝带，铺展在长江和新城之间。这条绿色丝带，从南向北而去，连接鱼嘴湿地公园、鱼背欢乐滨江、国际青年文化公园、绿博园、万景园等五大“网红打卡 胜地”，目之所及，秀美壮观的江水总能吸引众多的 游客前来观赏。但在多年前，这里曾经 “临江不见江，邻水不亲水”。
站在鱼嘴湿地公园的观江台上，望着远处的 滔滔江水，南京河西管委会副主任、党组成员蔡国峻指着脚下的区域说：“脚下的位置以前是清江油库的所在地，彼时江滩上常年油污遍地，环境十分杂乱。 在油库拆除后，我们将工业遗存进行了保留 ，把油船的接驳栈道改造成如今的观江平台。” 蔡国峻介绍，经过环境的整治和生态的修复 ，如今长江河西新城段岸线已从生产性的岸线，还原成了生活性和生态型的岸线，不仅使长江变美了，市民的幸福感和获得感也都得到了极大的提升。
记者了解到，因江而生、因江而兴、因江而盛的南京，为实施生态修复，提高长江南京段的“颜值”，近年来，不仅制订出台了 “百项提升工程”计划以及长江大保护和绿色发展特色工作推进方案，还明确6大类32 项年度重点任务、7大领域100个年度重点工程项目。 在将“生态包袱”转化为“绿色资源”时，南京还在实施长江大保护向纵深发展，近期南京相继 发布了“一江两岸”和“9大城市客厅”规划方案的 征求意见，计划把更多岸线还给母亲河，让“黄金带”镶上“绿宝石”，更具“高颜值”。
动作二：从黑臭水体到鱼翔浅底
翻开南京地图，细数入江支流，共有28 条。每一条入江支流水质都直接关系着 长江南京段生态环境的保护与修复，且入江支流 又与城市水环境息息相关。管控好城市 水环境成为了南京实施长江大保护的关键。
作为河道汇入长江的最后一道关卡，站在金川河入江口的宝塔桥 上，我们可以看到城市里清澈的河水会经此进入 长江，再向东奔流。但在前些年此处还是另一番景象，河道里黑 臭的水体与江水“泾渭分明”， 特别是在夏季，路过此处的行人都会忍不住捂住鼻子，快速走开。而造成这一现象的原因是金川河流域主要覆盖老城区，部分地区管网缺失，排水设施老旧，生活污水收集处理能力不足，管道错接混接破损堵塞造成污水“跑冒滴漏”下水入河 ，加上雨污结合导致水体 发黑发臭。
在水污染防治攻坚战打响后，南京对此处进行高标准治理，不仅对流域内1178 个排口按照“一口一策”分类整治，实现精准治污外，还通过清淤疏浚、排口改造、生态修复、引流补水等综合措施，全面实施并基本完成了金川河流域 15条河道水环境整治提升工程。如今，金川河已经活水畅流，即使是当前这样的炎热夏季，河道内依旧 水质清澈，鱼翔浅底。
当然，金川河只是南京水环境治理的一个缩影，南京市水务局党组副书记、副局长徐小春介绍， 为守护好长江南京段，近两年，南京共完成180项河湖水环境整治。针对部分水质不稳定的河道、暗涵等薄弱环节，今年南京计划再实施33 项河道水环境提升整治，整体改善河道水环境。 截至今年 5月， 市省监测黑臭水体整治达标率、省控入江支流达标率、省考断面水质优良率均为100% 。
动作三：从产能落后到壮大绿色经济
行至半山不停步，船到中流当奋楫。 虽然，目前南京已在生态修复、水环境治理等方面均取得了明显成效，但 并没有就此止步，而是通过壮大绿色经济，接捧一江清水向东流。南京栖霞区就是其中的典范。
在老南京的印象里，幕燕片区是城北“老工业集聚区”，这里化工企业众多，烟囱林立、机器轰鸣、 污水横流。其中，北十里长沟西支作为省级入江支流重点考核断面，由于化工污染，水体颜色一天能变五六次，周边居民称其为“五彩河”。为了从源头扼制化工污染排放，南京栖霞区对 沿江区域内淘汰落后产能分类采取“关闭、转产、整治、搬迁”等措施，对区域内污染严重的企业依法关停，对符合产业政策的企业引导退城入园，累计关停搬迁600多家落后产能企业，近100家化工企业关停并转。
同时，南京栖霞区还建立各类科创载体500万平方米 ，聚焦先进制造业和现代服务业，由于新型显示、新能源汽车、人工智能等主导产业不断壮大， 2019年栖霞区高新技术产业产值突破2000 亿元，服务业增加值占GDP比重由2015年 的35.6%增长到2019年的 40.4%，产业结构得到持续优化。
江苏经济报记者 张韩虹
南京是长江江苏段“最上游”城市和全省唯一跨江布局的城市。在长江大保护 的浪潮中，97公里的长江南京段正发生 着巨变， “污水滚滚入大江” 的旧貌已退出大众视野，“一江清水、两岸葱绿” 美景重新回归。面对如此巨大的转变，人们不禁好奇，在长江大保护的过程中，其间进行了哪些“大动作”？在本周南京市委市政府连续召开 的三场关于长江大保护系列专题的新闻发布会上，记者了解到，为 实现“质”的飞跃，南京将长江大保护融入城市发展战略，在长江岸线生态修复、 水环境综合治理以及发展绿色经济、塑造特色亮点等方面 浓墨重彩。如今，在南京，不仅 长江岸线的生态功能更加显著，长江干流及入江支流水环境质量也明显改善，达到历年最好水平。
动作一：从临江不见江到生态型绿色岸线
在南京临江之侧的河西新城，一条绵延11 公里长的绿色丝带，铺展在长江和新城之间。这条绿色丝带，从南向北而去，连接鱼嘴湿地公园、鱼背欢乐滨江、国际青年文化公园、绿博园、万景园等五大“网红打卡 胜地”，目之所及，秀美壮观的江水总能吸引众多的 游客前来观赏。但在多年前，这里曾经 “临江不见江，邻水不亲水”。
站在鱼嘴湿地公园的观江台上，望着远处的 滔滔江水，南京河西管委会副主任、党组成员蔡国峻指着脚下的区域说：“脚下的位置以前是清江油库的所在地，彼时江滩上常年油污遍地，环境十分杂乱。 在油库拆除后，我们将工业遗存进行了保留 ，把油船的接驳栈道改造成如今的观江平台。” 蔡国峻介绍，经过环境的整治和生态的修复 ，如今长江河西新城段岸线已从生产性的岸线，还原成了生活性和生态型的岸线，不仅使长江变美了，市民的幸福感和获得感也都得到了极大的提升。
记者了解到，因江而生、因江而兴、因江而盛的南京，为实施生态修复，提高长江南京段的“颜值”，近年来，不仅制订出台了 “百项提升工程”计划以及长江大保护和绿色发展特色工作推进方案，还明确6大类32 项年度重点任务、7大领域100个年度重点工程项目。 在将“生态包袱”转化为“绿色资源”时，南京还在实施长江大保护向纵深发展，近期南京相继 发布了“一江两岸”和“9大城市客厅”规划方案的 征求意见，计划把更多岸线还给母亲河，让“黄金带”镶上“绿宝石”，更具“高颜值”。
动作二：从黑臭水体到鱼翔浅底
翻开南京地图，细数入江支流，共有28 条。每一条入江支流水质都直接关系着 长江南京段生态环境的保护与修复，且入江支流 又与城市水环境息息相关。管控好城市 水环境成为了南京实施长江大保护的关键。
作为河道汇入长江的最后一道关卡，站在金川河入江口的宝塔桥 上，我们可以看到城市里清澈的河水会经此进入 长江，再向东奔流。但在前些年此处还是另一番景象，河道里黑 臭的水体与江水“泾渭分明”， 特别是在夏季，路过此处的行人都会忍不住捂住鼻子，快速走开。而造成这一现象的原因是金川河流域主要覆盖老城区，部分地区管网缺失，排水设施老旧，生活污水收集处理能力不足，管道错接混接破损堵塞造成污水“跑冒滴漏”下水入河 ，加上雨污结合导致水体 发黑发臭。
在水污染防治攻坚战打响后，南京对此处进行高标准治理，不仅对流域内1178 个排口按照“一口一策”分类整治，实现精准治污外，还通过清淤疏浚、排口改造、生态修复、引流补水等综合措施，全面实施并基本完成了金川河流域 15条河道水环境整治提升工程。如今，金川河已经活水畅流，即使是当前这样的炎热夏季，河道内依旧 水质清澈，鱼翔浅底。
当然，金川河只是南京水环境治理的一个缩影，南京市水务局党组副书记、副局长徐小春介绍， 为守护好长江南京段，近两年，南京共完成180项河湖水环境整治。针对部分水质不稳定的河道、暗涵等薄弱环节，今年南京计划再实施33 项河道水环境提升整治，整体改善河道水环境。 截至今年 5月， 市省监测黑臭水体整治达标率、省控入江支流达标率、省考断面水质优良率均为100% 。
动作三：从产能落后到壮大绿色经济
行至半山不停步，船到中流当奋楫。 虽然，目前南京已在生态修复、水环境治理等方面均取得了明显成效，但 并没有就此止步，而是通过壮大绿色经济，接捧一江清水向东流。南京栖霞区就是其中的典范。
在老南京的印象里，幕燕片区是城北“老工业集聚区”，这里化工企业众多，烟囱林立、机器轰鸣、 污水横流。其中，北十里长沟西支作为省级入江支流重点考核断面，由于化工污染，水体颜色一天能变五六次，周边居民称其为“五彩河”。为了从源头扼制化工污染排放，南京栖霞区对 沿江区域内淘汰落后产能分类采取“关闭、转产、整治、搬迁”等措施，对区域内污染严重的企业依法关停，对符合产业政策的企业引导退城入园，累计关停搬迁600多家落后产能企业，近100家化工企业关停并转。
同时，南京栖霞区还建立各类科创载体500万平方米 ，聚焦先进制造业和现代服务业，由于新型显示、新能源汽车、人工智能等主导产业不断壮大， 2019年栖霞区高新技术产业产值突破2000 亿元，服务业增加值占GDP比重由2015年 的35.6%增长到2019年的 40.4%，产业结构得到持续优化。
江苏经济报记者 张韩虹
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