175多年前,塞缪尔·莫尔斯派第一个电报消息从华盛顿特区到巴尔的摩铜线。

大约150年前，第一条稳定的跨大西洋电缆铺设完毕，爱尔兰和纽芬兰之间的信息通过铜传输。这条电缆上的数据速率甚至不是1位/秒，而是0.1位/秒。由于担心电缆的可靠性和缓慢的数据速率，一些人认为铜注定要成为这些长电缆的通信媒介。

Oliver Heaviside等人意识到长途电缆带宽的限制之一是电缆的串联电阻比电感抗高，使电缆成为RC网络而不是LC，低损耗网络。又过了30年，在电缆上添加了感应测压元件，将传输速率提高到10比特/秒。

时间快进到75年前，第一个跨大西洋铜电缆系统TAT-1建成。电缆和真空管中继器中每69公里损耗较低的介电介质将模拟语音信号的初始带宽提高到144千赫。

45年前，也就是1977年，美国电话电报公司(AT&T)在芝加哥部署了第一个光纤通信系统，通信世界发生了变化。低损耗光纤和调制激光器的出现预示着通信的新时代的到来。它暗示了铜作为传输媒介的消亡。

仅仅三年后，也就是1980年，作为一名刚从研究生院毕业的物理学博士，我在贝尔实验室的第一项任务是研究光互连和集成光学在电路板层面的使用。我加入了一个PCB制造技术小组。他们听到了贝尔实验室其他小组在光纤通信方面所做的所有工作，准备部署第一条海底光纤电缆，计划于1988年引入。

作为一群化学家和化学工程师中的代表物理学家，他们希望我对他们赖以为生的铜电路板的评估被光学背板取代。在光通信即将普及的时候，铜还有前途吗?

我的naïve评估是，在当时最前沿的10mbps数据速率下，背板中的铜至少要经过两代才能由于材料限制或硅达到极限。在未来几年里，印刷电路板(pcb)是一个不错的选择，但光学背板肯定会出现。

在过去的40年里，当我从事互连技术行业时，我一次又一次地听到同样的重复。随着每一代更高的数据速率，铜将在一两代内达到实际的极限，光互连将是必要的。光学将铜的死亡。

在会议上，我听说，“也许我们可以实现2.5 Gbps的铜背板，但我们肯定需要10 Gbps的光学背板。”然后介绍了RX和TX中新的低损耗材料和均衡特性。然后我听说，“我们肯定需要28gbps的光背板，”然后是更低损耗的层压板，更好的连接器的光滑铜，以及良好的设计实践，使容量部署在28gbps。但是，“我们肯定不能在铜上实现56 Gbps”，然后引入了带FEC的PAM4，我们在铜背板上实现了56 Gbps的批量部署。

当然，对于长距离通信，光互连是有意义的。从电子过渡到光子的正确位置是一个移动的标靶。决策因素不是关于什么是可能的，而是关于什么是成本效益的。这包括拥有系统的总成本，每比特的功耗，通道的密度以及带宽长度的乘积。硅的每比特功耗正在趋于平缓，光学系统的每比特成本也在下降。从电子转换到光子的最经济的位置是靠近背板的地方。

当我们开始部署112 Gbps的单通道数据速率时，我们可能会说，“也许我们可以用铜做下一代，但这肯定是极限，我们将不得不切换到光背板。”然后，一些聪明的工程师结合了强大的技术，如电缆背板，让我们惊讶地延长了pcb的寿命到另一代。

但是，我们肯定需要224 Gbps的光学互连，不是吗?