C114讯 9月11日消息(九九)AI算力驱动的光互连需求正从“支撑通信”走向“驱动智能”。在智算中心高密度光互连、空芯光纤超低时延部署、G.654.E超高速干线传输、光网智能运维等方向上,新型光纤技术已成为决定智算底座效率与成本的关键变量。

今日,C114联合中国国际光电博览会(CIOE)在深圳国际会展中心共同举办“AI+新型光纤应用论坛”。中国移动研究院基础网络技术研究所主任研究员韩柳燕在会上发表演讲时指出,基于实芯光纤的光通信系统面临性能瓶颈,超T比特级信号系统与介质冲突日益加剧,空芯光纤为突破下一代光通信与智算互联瓶颈提供了可行路径。
韩柳燕进一步指出,反谐振空芯光纤是光通信产业的一次全面颠覆与根本性变革。相比实芯光纤通过材料掺杂实现全反射导光,空芯光纤通过设计反谐振结构,将光信号约束在纤芯中间的空气中进行传输,具有超低时延、超低损耗、超低非线性、超宽频谱等性能优势,可以突破实芯光纤的“非线性香农容量极限”与“传输时延极限”两大物理瓶颈。
优势凸显、标准提速,空芯光纤驶入产业化快车道
韩柳燕介绍,自2010年首个降损方案提出至今,空芯光纤的降损工作已基本完成,远低于实芯光纤损耗极限。从应用场景来看,国内外从短距到长距的不同场景中,空芯光纤都展现出特定的优势。
中国移动2024年6月在深圳到东莞开通了国内首个空芯光纤技术试验网,随后三大运营商、国网都进行了一系列现网试点,试验效果不断提升。放眼国外,微软2024年底宣布未来2年部署1.5万公里空芯光纤,并进一步与康宁、贺利氏达成合作。2025年底,拉美的Scala Data Centers与Lightera、诺基亚合作,在巴西开展了空芯光纤验证测试。伴随着智算中心的蓬勃发展,空芯光纤正快速从技术原型发展到商业应用。
针对空芯光纤及其传输系统的标准化工作,中国通信标准化协会CCSA在2024年由中国移动牵头协同国内产业完成系列空芯光纤研究报告,包括《空芯光纤技术研究》以及《基于空芯光纤的超高速光传输技术研究》,成为凝聚国内产业共识形成推进国际标准的重要基础。
国际方面,经过持续推动,在今年7月的ITU-T SG15全会上,Q2/Q5/Q6三个研究组达成共识同意空芯光纤技术报告的立项,也是ITU-T空芯光纤的第一个标准项目。
理论、技术、工程三道关卡,规模部署仍待联合攻关
韩柳燕强调,空芯光纤已克服基础损耗降低、偏振模色散抑制、气体吸收损耗抑制等多项问题,但仍然存在多项理论、技术和工程问题有待攻关。
首先是理论问题,新型损伤机理仍有待研究。CO2气体吸收极大影响传输性能,虽然已有密封和正压两种方案,但均不是终极解决方案;面向不同的传输场景需求,模式间串扰(IMI)应降至何种水平;空芯光纤损耗谱相较于实芯光纤明显更加粗糙,经过传输后光谱和性能劣化显著……这些问题均有待进一步研究。
其次是技术问题,如何实现更高的频谱效率?提高系统功率可以有效改善信号OSNR,支持更长的传输距离或者更高的传输速率,但需要在大功率下实现增益和噪声系数的平衡,并解决W量级的光通信系统安全运维的问题。使用更高阶调制格式来实现更高的频谱效率,但需要充分考虑可实现性和易用性。另外,由于气体吸收问题的存在,波段扩展如何进行也存在路线竞争需要研究解决。
最后是工程问题,空芯光纤的互通性。空芯光纤步入大规模部署需要保持一定的互通性,因为互通能力直接影响空芯光纤标准化走向是性能参数标准化还是结构标准化。从当前结果看,异种结构(包层单元数不同)HCF基础连接损耗较高,不适合随机混用;包层单元数相同且纤芯对准时,结构参数的微调所引入的连接损耗影响预计可以接受。
韩柳燕还分享了两个具体案例:江苏无锡空芯线路部署后,长期监控近2年,光纤内气体通过自由扩散已基本均匀,在未充气纯化情况下,光纤损耗稳定、熔接损耗基本稳定,为产业界增强了信心;中国移动-阿里云宁夏中卫数据中心正在建设,该项目中空芯光纤光缆线路覆盖管道、架空、直埋三类场景,“希望这条线路建成之后,也可以为空芯光纤在极端情况下的稳定性提供实践经验。”
