中國移動李晗：倡議超寬譜光纖標(biāo)準(zhǔn)制定，空芯光纖將在數(shù)據(jù)中心率先應(yīng)用

10月16日消息（水易）近日，全球光纖光纜行業(yè)的頂級盛會——2024年世界光纖光纜大會期間，中國移動集團(tuán)首席專家、中國移動研究院基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究所所長李晗介紹了超高速時代新型光纖的發(fā)展，以及中國移動對于新型光纖的技術(shù)主張和倡議。

倡議研究推進(jìn)超寬譜光纖標(biāo)準(zhǔn)制定

李晗表示，在東數(shù)西算等算力網(wǎng)絡(luò)新業(yè)態(tài)的驅(qū)動下,光網(wǎng)絡(luò)已迎來以C6T+L6T 400G超寬譜傳輸為標(biāo)志的重大技術(shù)變革。2024年中國移動已完成國家“東數(shù)西算”八大樞紐400G互連建網(wǎng)工程,開啟400G商用元年。

為滿足高速時代的光傳輸需求，G.654.E光纖將廣泛應(yīng)用于八大樞紐節(jié)點間高速直連，京津冀、長三角、大灣區(qū)等樞紐內(nèi)和熱點數(shù)據(jù)中心間高速互聯(lián)。

目前，G.654.E光纖已經(jīng)在中國移動規(guī)模部署和快速增長。光纜的種類從早期混纜轉(zhuǎn)變?yōu)榧兝|部署，發(fā)揮G.654.E技術(shù)價值；管道建設(shè)方面，長期保持與G.652.D混管道建設(shè)，提高管道利用率；部署趨勢方面，2023年采購較2022年增長近270%，將進(jìn)一步保持較快增長，建設(shè)比重占骨干光纜比重逐漸提升。

李晗指出，由于G.654.E標(biāo)準(zhǔn)制定早，未考慮超寬譜應(yīng)用需求，面向400G夠用，到了下一代1.6T，在傳輸距離、傳輸容量、傳輸介質(zhì)三大方面均面臨巨大技術(shù)挑戰(zhàn),超低損耗大有效模場面積光纖仍需面向超寬譜系統(tǒng)開展技術(shù)演進(jìn)。

李晗表示，對于下一代超級損耗大有效模場面積光纖的探索，除了提高入纖功率、降低非線性、降低損耗等維度，還要將超寬光譜作為設(shè)計基石，這也是中國移動的技術(shù)主張。

因此，中國移動倡議成立超寬譜光纖技術(shù)推進(jìn)小組，研究推進(jìn)超寬譜光纖標(biāo)準(zhǔn)制定G.65X。討論超低損耗大有效面積光纖截止波長的科學(xué)極限在哪兒？具備量產(chǎn)能力的截止波長工藝改良范圍到哪兒？面向長距離超寬譜應(yīng)用場景截止波長定義是否應(yīng)該調(diào)整？

值得一提的是，李晗強調(diào)，如果頻譜進(jìn)一步向超24THz擴展，實芯光纖存在根本原理問題，預(yù)計需采用超低損耗超寬可用頻譜反諧振空芯光纖作為傳輸媒介。

空芯光纖有望突破時延和容量極限

“空芯光纖是顛覆性光纖介質(zhì)?！崩铌辖榻B，空芯光纖具備超大可用頻譜帶寬和相比于實芯單模光纖低3個數(shù)量級的非線性效應(yīng),SRS可忽略不計,因此單通道性能與多波長性能間基本不存在差異,具備快速擴展新波段并大幅提高入纖功率從而提升傳輸性能的潛力。

據(jù)了解，中國移動聯(lián)合領(lǐng)纖科技、暨南大學(xué)采用四單元截斷型雙層嵌套結(jié)構(gòu)，在國內(nèi)首次突破0.14dB/km實芯光纖理論損耗極限，實際達(dá)到低于0.1dB/km的超低傳輸損耗，高階模抑制比提升2.6萬倍，達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

與此同時，中國移動聯(lián)合長飛、領(lǐng)纖科技、特發(fā)信息等合作伙伴，驗證了反諧振空芯光纖在真實工程環(huán)境中受牽拉、擠壓、水汽、戶外熔接等多種條件影響下的性能，空芯-空芯熔接損耗～0.05dB，空芯-實芯連接小于0.3dB，最低全鏈路損耗達(dá)0.599dB/km，達(dá)國際第一陣營水平。并完成了20km 128Tb/s同頻同時全雙工現(xiàn)網(wǎng)傳輸驗證。

李晗表示，目前，空芯光纖降損軍備競賽接近尾聲，已經(jīng)可以實現(xiàn)＜0.1dB/km，五花八門的反諧振空芯光纖結(jié)構(gòu)應(yīng)該實現(xiàn)歸一與標(biāo)準(zhǔn)化，為大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)鋪平道路。下一階段的主戰(zhàn)場是工程問題，這是制約空芯光纖大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸。

具體來看，目前單次拉絲長度約10km，遠(yuǎn)低于實芯光纖，成本高；制備氣體和管材導(dǎo)致的水封問題；拉制后的光纖內(nèi)氣壓約0.2Bar，小于常壓，容易吸外界氣/液，而L波段存在CO₂吸收，另外光纖內(nèi)不均勻氣壓也會導(dǎo)致OTDR失效；暫時無法使用工程快速熔接機。

另外，空芯光纖仍需要在細(xì)節(jié)上進(jìn)一步實現(xiàn)突破。李晗介紹，空芯光纖本征PMD和鋪設(shè)后PMD均偏高，需要進(jìn)一步優(yōu)化至0.2ps/km^0.5以下；熔接點強度過低，對外界加固手段要求高且敏感，需要快速提升熔接點強度。

李晗指出，數(shù)據(jù)中心內(nèi)光互聯(lián)場景長度短、無需接續(xù)，有望成為空芯光纖率先進(jìn)行應(yīng)用的場景。同時，跨服務(wù)器Pipeline (PP)并行算效對時延非常敏感，采用空芯光纖所獲得的時延優(yōu)勢等效于節(jié)約GPU和提高算效，所獲得的性能收益完全可以覆蓋空芯光纖+傳輸系統(tǒng)的成本。

同時，在850nm波段，基于空芯光纖的VCSEL技術(shù)有望實現(xiàn)>2km單lane200G信號傳輸,滿足智算中心網(wǎng)絡(luò)跨機樓互連需求,有力拓寬VCSEL技術(shù)路線應(yīng)用場景,但在VCSEL單模特性、空芯光纖設(shè)計和耦合方面仍有技術(shù)挑戰(zhàn)待解決。

李晗表示，短距條件下，對光纖損耗要求可放寬，部署環(huán)境相對骨干網(wǎng)不嚴(yán)苛，不過需要加強宏彎、微彎和耦合等方面的性能。因此將空芯光纖率先應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心場景，可以在相對簡單的條件下，迭代解決密封問題、連接問題等，更有利于產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

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