C114訊 3月26日消息(九九)過去一年來,隨著AI算力需求迅猛增長,網絡容量不斷攀升,呼喚超大帶寬、超低時延傳輸能力。空芯光纖以其低時延、寬頻譜、低損耗和低非線性效應等獨特優勢,受到業界的密切關注,國內外均在加快布局,并推進現網試點和商用。
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今日,在CIOE中國光博會聯合C114舉辦的“2026中國光通信高質量發展論壇——空芯光纖研討會”上,中國移動研究院技術經理、主任研究員王東介紹,中國移動持續推動構建面向算網融合的新型全光底座,從超大帶寬、超低時延、靈活調度、光載智算四個方面重點推進400G及T比特高速傳輸、顛覆性空芯光纖及系統、OXC+ODU+fgOTN三級調度、HIC-OTN等光網絡關鍵技術創新,打造算網融合的全光網絡技術創新高地。
基于實芯光纖的光通信系統面臨性能瓶頸
王東指出,400G是近年來光傳輸領域最重要的技術變革之一,是繼100G后的又一重大代際技術,業界類比400G是“光傳輸的5G”。
中國移動提出基于QPSK調制、130GBd超高速光器件、C6T+L6T寬譜的400G新型全光網技術體系。完成全球首次400G骨干網規模應用,實現“東數西算”八大算力樞紐間的400G高速互聯,覆蓋135個以上城市。
王東進一步指出,面向后400G時代,T比特將是下一個重大代際技術。目前有兩個重要的技術攻關方向:一個是提升單波速率,二是擴展可用頻譜。如果要滿足1000km以上的長距傳輸,在采用QPSK低階調制的情況下,所需要的波特率要達到500G以上,對器件芯片要求極高,遠遠超出現有的能力;對應的頻譜要擴展到24THz以上,新波段光放大器能力、SRS效應都面臨更大挑戰。
可以說,受限于實芯光纖的非線性效應,400G已逼近非線性香農極限,對于T比特來說,傳輸距離和單纖容量的增益已面臨邊際效應。
空芯光纖是對光通信產業的一次全面顛覆
王東認為,空芯光纖將是對光通信產業的一次全面顛覆與根本性變革。
相比實芯光纖通過材料摻雜實現全反射導光,空芯光纖通過設計反諧振結構,將光信號約束在纖芯中間的空氣中進行傳輸,具有超低時延、超低損耗、超低非線性、超寬頻譜等性能優勢,可以突破實芯光纖的“非線性香農容量極限”與“傳輸時延極限”兩大物理瓶頸。
王東介紹,在空芯光纖技術不斷突破的同時,中國移動協同產業推動空芯光纖的成本和制備工藝大幅優化。從2023年到2025年,空芯光纖的單價下降超過500倍,空芯光纖的單次拉絲長度也從之前的不足1公里提升到了80公里,為規模生產和商用部署奠定基礎。
經過持續的研究,目前空芯光纖已經成為OFC/ECOC等光通信領域國際頂級學術會議的最熱議題,2025年累計已有39篇論文討論和開展空芯光纖研究,覆蓋范圍廣,尤其是最重量級的PDP論文占比進一步上升。在光纖設計方面,創新了雙嵌套反諧振無節點空芯光纖,實現損耗<0.1dB/km的性能紀錄;采用間隙管結構實現83公里長度與0.052dB/km的超低損耗;在長距傳輸系統方面,在單跨100公里空芯光纖上,實現每波長1Tb/s的實時信號雙向傳輸;在現網實現首條端到端平均損耗達0.11dB/km的商用線路。
在前沿研究的同時,近年來,國內外產業界也在加速推動空芯光纖發展。中國移動2024年6月在深圳到東莞開通了國內首個空芯光纖技術試驗網,隨后三大運營商、國網都進行了系列現網試點,試驗效果不斷提升。放眼國外,微軟2024年底宣布未來2年部署1.5萬公里空芯光纖,并進一步與康寧、賀利氏達成合作。2025年底,拉美的Scala Data Centers與Lightera、諾基亞合作,在巴西開展了空芯光纖驗證測試。伴隨著智算中心的蓬勃發展,空芯光纖正快速從技術原型發展到商業應用。
空芯光纖五大潛在應用場景
王東進一步介紹,中國移動自2021年起就與合作伙伴就反諧振空芯光纖及傳輸系統開展持續性的研究與攻關。2025年,在中國移動實驗室基于空芯光纖實現單波1T 10714km傳輸距離紀錄,并進一步聯合長飛、華為、中興等合作伙伴,在廣東開通國內首個空芯光纖商用線路,為深港兩地跨境金融業務提供服務。
王東強調,空芯光纖從十米到一萬公里不同的應用場景都有很好的潛力。但需要注意的是,不同的應用場景需要的空芯光纖特性可能是差異化、多樣化的。
具體來看,空芯光纖的第一個潛在應用場景是傳輸距離在10m到2km的數據中心內互聯。這種場景由于傳輸距離短,光纖本身的傳輸損耗并不大,空芯光纖與實芯光纖的連接器損耗反而成了系統端到端損耗的主體因素。目前主要存在兩種解決方案,一是采用模場適配器拉齊空芯與實芯兩端的模場面積,損耗可做到約0.3dB/對;二是減小空芯光纖的直徑,通過光纖設計使空芯光纖模場直徑與實芯光纖匹配,可實現0.01~0.1dB的連接損耗以及更高的互聯密度,更節省光纖所占空間。
空芯光纖的第二個、第三個潛在應用場景分別是10~80km的移動前回傳和數據中心間互聯。這種場景基于超低非線性和較低的色散,可以共享WDM技術及調制接收器件,實現200G per lane以上的超高速超大容量傳輸。但需要注意的是,空芯光纖盡管色散極低,典型地在C波段2~3 ps/nm/km,相比實芯光纖低近一個數量級。但目前已知的空芯光纖不存在嚴格零色散區域,因此面向未來400G/lane及以上傳輸,如何進一步降低空芯光纖色散或者高效實現空芯光纖色散補償成為一個重要的問題。
空芯光纖的第四個潛在應用場景是數百到上千公里的長距傳輸系統。相較于實芯光纖,空芯光纖在線性與非線性參數上具備更高的“信道純度”。為充分挖掘空芯光纖的信道優勢,需要更高的信號功率、更高階的調制碼型、更寬的頻譜。但這進一步對高功率光放大器、高量化位數AD/DA、窄線寬ITLA、超寬譜有源器件等核心組件提出了對應的升級需求。
空芯光纖的第五個潛在應用場景是數千至上萬公里傳輸距離的海纜系統。中國移動在2025年已實現單波1T 10714km超長距傳輸,初步驗證了空芯光纖的超低損、超低非線性優勢可以支撐超長距跨洋傳輸的技術能力。基于空分復用的多芯光纖長期以來是受到廣泛關注的海纜系統新型傳輸介質。Peter Winzer團隊在OECC2025的報告顯示,對于供電受限的海纜系統,空芯光纖相比多芯光纖在5500/7000km以上的傳輸距離具有優勢,但海纜系統同時也是一個空間受限場景,空芯光纖的尺寸暫時無法與現有海纜構型兼容,仍需進一步改進優化。
產業應用和標準化均取得可喜進展
目前,國內已形成了較好的空芯光纖及其傳輸系統的產業布局。在光纖生產方面,已有五家以上具備批量/產品能力;在場景驗證方面,2025年在廣東實現首商用后已有5個項目跟進,累計部署規模約1300km;在工程能力方面,已形成較完善的空芯光纖部署施工方案,鋪設后偏振模色散相比首條試點鏈路已降低250倍,附加損耗減少95.8%;光纖成本也實現了量級下降,生產良率提升超10倍,促進光纖應用門檻不斷優化。“綜合來看,國內空芯光纖產業已形成了從技術研發到產業應用的良性正循環態勢。”王東說。
針對空芯光纖及其傳輸系統的標準化工作,中國通信標準化協會CCSA在2024年由中國移動牽頭協同國內產業完成系列空芯光纖研究報告,包括《空芯光纖技術研究》以及《基于空芯光纖的超高速光傳輸技術研究》,成為凝聚國內產業共識形成推進國際標準的重要基礎。國際方面,在2025年10月的ITU-T SG15全會上,中國移動協同國內產業首次提出立項空芯光纖及其傳輸系統技術報告的構想,經過持續推動,Q6研究組在今年2月達成共識同意啟動該技術報告的編制工作,并以中國代表團文稿作為初始文檔。
演講的最后,王東表示,空芯光纖雖然取得了可喜的進展,但仍有很多技術和產業上的挑戰。中國移動希望與業界合作伙伴一起,加速推動空芯光纖及系統的技術攻關、標準制定與產業應用。
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