空芯光纖熱浪來襲：網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施未雨綢繆算力時(shí)代

6月25日消息（劉定洲）如同光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備領(lǐng)域從追趕到超越，我國在光纖領(lǐng)域，也大力追逐技術(shù)前沿，并取得了一系列成果。

近期，業(yè)界公認(rèn)的下一代光纖——空芯光纖新聞不斷：5月8日，中國聯(lián)通宣布攜手北理工、上海諾基亞貝爾及長飛突破空芯光纖單波傳輸速率記錄；6月6日，中國移動(dòng)宣布聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈在廣東深圳-東莞開通首個(gè)800G空芯光纖傳輸技術(shù)試驗(yàn)網(wǎng)；6月20日，中國電信聯(lián)合長飛、中興通訊和華信設(shè)計(jì)院發(fā)布了全球首個(gè)個(gè)單波 1.2Tbit/s、單向超 100Tbit/s空芯光纜傳輸系統(tǒng)現(xiàn)網(wǎng)示范工程。

當(dāng)前，三大運(yùn)營商正在部署新一代400G骨干網(wǎng)，采用了G.652普通光纖和超低衰減G.654.E光纖“混搭”，而一代骨干網(wǎng)的使用壽命通?？蛇_(dá)10年。同時(shí)，以AI大模型為代表的新型應(yīng)用，驅(qū)動(dòng)算力需求爆炸式增長，數(shù)據(jù)中心走向升級(jí)、重構(gòu)，骨干網(wǎng)面臨著持續(xù)增長的流量沖擊，業(yè)界提前布局空芯光纖，未雨綢繆強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，充滿自信地?fù)肀懔r(shí)代。

價(jià)值大，挑戰(zhàn)亦不小

光纖發(fā)明已有50多年歷史，并成長為網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)暮诵慕橘|(zhì)。其中，以G.652為代表的普通光纖，技術(shù)高度成熟，已在現(xiàn)網(wǎng)使用超過30年，為全球互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出了卓越貢獻(xiàn)。最近5年，超低衰減G.654.E光纖崛起，開始在骨干網(wǎng)等場(chǎng)景發(fā)揮重要作用。

不同于現(xiàn)有光纖的技術(shù)“一脈相承”，空芯光纖基于全新空氣導(dǎo)光機(jī)理，可突破實(shí)芯光纖的時(shí)延極限、衰減極限和容量極限。中國電信研究院院長張成良介紹，空芯光纖的非線性低3-4個(gè)數(shù)量級(jí)，可支持更多波段甚至全波段傳輸；色散小約10倍；損耗理論可達(dá)0.1dm/km；時(shí)延降低約30%，將是革命性的創(chuàng)新。

中國移動(dòng)集團(tuán)級(jí)首席專家李晗此前亦表示，反諧振空芯光纖能夠在波導(dǎo)內(nèi)實(shí)現(xiàn)空氣/真空導(dǎo)光，突破現(xiàn)有實(shí)芯單模光纖的固有時(shí)延極限和非線性香農(nóng)極限，為智算網(wǎng)絡(luò)和分布式大模型提供全新的高性能底座，有望改變半個(gè)世紀(jì)以來基于實(shí)芯光纖的光通信行業(yè)。

當(dāng)然，作為一項(xiàng)顛覆性技術(shù)，空芯光纖的發(fā)展仍有大量的技術(shù)問題需產(chǎn)業(yè)鏈共同研究、攻克，這需要學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界在空芯光纖研究上進(jìn)一步凝聚共識(shí)、加強(qiáng)協(xié)作，在多場(chǎng)景和需求驅(qū)動(dòng)下，更加積極開展多層次、多維度的應(yīng)用端測(cè)試和評(píng)估，加快解決工程領(lǐng)域的相關(guān)問題。

從三大運(yùn)營商的測(cè)試來看，近期取得的進(jìn)展值得業(yè)界欣喜。例如，中國聯(lián)通聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈打破了全球10.2 km空芯光纖傳輸?shù)膯尾ㄋ俾视涗?，并?shí)現(xiàn)了32x1.2 Tbit/s傳輸容量；中國移動(dòng)在20km鏈路上實(shí)現(xiàn)了空芯-空芯光纖熔接損耗低至0.05dB、空芯-實(shí)芯連接小于0.3dB和鋪設(shè)后光纜損耗每公里0.6dB等多項(xiàng)核心技術(shù)指標(biāo)；中國電信達(dá)成了“單波1.2Tbit/s、單向超100Tbit/s、傳輸距離20km”的成就。

上述成績，幫助空芯光纖朝著實(shí)用化方向邁出了一個(gè)重要的臺(tái)階。甚至可以感受到，空芯光纖的規(guī)模商用，有望隨著技術(shù)突破和需求驅(qū)動(dòng)而提前到來。要知道，下一代800G光模塊就在大模型帶來的智算中心建設(shè)熱潮下，提前了3-5年規(guī)模部署，新一代1.6T光模塊已在商用路上。

長飛扮演新角色

客觀來說，空芯光纖的理論研究以及前期的技術(shù)研究，國外先行一步。資料顯示，2019年，英國南安普頓大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)就研制出了嵌套式抗共振無節(jié)點(diǎn)光纖，將空芯光纖的損耗降至1.3dB/km；2020年，Lumenisity將這一數(shù)字再度降至0.28 dB/km，轟動(dòng)了整個(gè)行業(yè)。這一成就得到微軟的重視，并在2022年將Lumenisity納入麾下。

國內(nèi)也不甘落后。從三大運(yùn)營商試驗(yàn)選取的產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴可以看到，最為關(guān)鍵的空芯光纖供應(yīng)商，均為長飛公司。自2016年來，長飛已連續(xù)8年光纖預(yù)制棒、光纖和光纜產(chǎn)量位居全球第一，從“做大”到“做強(qiáng)”，長飛正在扮演新角色，引領(lǐng)國內(nèi)光纖技術(shù)創(chuàng)新。

據(jù)長飛介紹，該公司為三大運(yùn)營商的試驗(yàn)項(xiàng)目提供了長距離低損耗空芯光纖、空芯光纖光纜、空芯光纖熔接、空芯轉(zhuǎn)單模光纖適配器等系列技術(shù)方案，與三大運(yùn)營商共同驗(yàn)證了空芯光纖所具備的超大容量、超低損耗、超低時(shí)延等系統(tǒng)傳輸性能及其在復(fù)雜管網(wǎng)環(huán)境部署的可行性。

在產(chǎn)品層面，長飛已在空芯光纖領(lǐng)域布局多年，基于自主合成的原材料、精確尺寸控制的毛細(xì)管制備工藝、領(lǐng)先的空芯光纖拉絲工藝，業(yè)界率先開發(fā)了多系列適用于不同領(lǐng)域的空芯光纖產(chǎn)品，并持續(xù)高速迭代。

整體來看，國外空芯光纖技術(shù)研究在現(xiàn)階段略微領(lǐng)先于國內(nèi)，但國內(nèi)正在加速追趕，并在三大運(yùn)營商的支持下，產(chǎn)業(yè)推進(jìn)方面取得了比較亮眼的進(jìn)展。

此外據(jù)C114了解，長飛在去年即主辦了“新型光纖技術(shù)研討會(huì)”，邀請(qǐng)產(chǎn)學(xué)研各界探討包括空芯光纖在內(nèi)的各類新型光纖技術(shù)。正是在這場(chǎng)研討會(huì)上，C114了解到了國內(nèi)多所高校在新型光纖領(lǐng)域的研究進(jìn)展，看到了國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈在光纖技術(shù)創(chuàng)新方面的豐富積累。

展望未來，大模型等新型應(yīng)用不斷面世，算力需求高速增長，基礎(chǔ)設(shè)施的升級(jí)迭代周期有望加快。中國擁有全球最大的光網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，以及排名第二的新型算力基礎(chǔ)設(shè)施，各項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新如雨后春筍般不斷面世。在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域，以空芯光纖為代表的創(chuàng)新產(chǎn)品，相信也不會(huì)落后。偉大的市場(chǎng)，必然會(huì)培育出偉大的產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)。

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