空芯光纤：离大规模商用还有多远？

无聊小北

C114讯 12月4日专稿（刘定洲）近日，美国云计算巨头微软宣布，计划在24个月内部署15000公里空芯光纤，成为业界关注的热点。



国内来看，中国电信宣布启动首次空芯光纤集采，规模为95皮长公里；中国移动举办了空芯光纤及系统技术成果发布会，邀约产业链共同见证一项国际领先、两项业界首次的重大成果发布，并提出了加快推进新型光纤产业发展的倡议。

空芯光纤，已经走到了光纤舞台中央。不同于现有光纤技术的“一脉相承”，空芯光纤基于全新的反谐振导光机理，可突破实芯光纤的时延极限、衰减极限和容量极限，有望在AI时代承载算力需求的爆炸式增长。三大运营商以及长飞、领纤科技等企业，早已提前布局，并取得了一系列成果。

那么，空芯光纤离规模商用还有多远？国内外是否存在技术代差？规模商用还要解决哪些难题？C114近日采访了多位行业专家，试图描绘空芯光纤当前最真实的状态，为产业链更多厂家的投资布局提供参考。

微软为何能占据先机？

微软本次宣布部署15000公里空芯光纤，无疑是开创性的。中国电信研究院传输网络研究中心总监霍晓莉评价，微软这一战略举措预示着光通信技术的一次重大飞跃，具有深远意义。

这源于微软在2022年12月收购了英国空芯光纤解决方案提供商Lumenisity。Lumenisity成立于2016年，是英国南安普顿大学光电子研究中心(ORC)的衍生企业，而南安普顿大学在空芯光纤技术研究领域占据重要地位。

在领纤科技创始人汪滢莹看来，原因主要有两个：一是微软通过收购Lumenisity掌握了核心的空芯光纤技术；二是微软作为云计算巨头，自身拥有庞大的数据中心基础设施和海量的业务场景。“此前微软已有小规模的部署，本次宣布说明空芯光纤在各个技术环节已经成熟，达到了商用能力。微软可能会部署几百段、每段几十公里空芯光纤，用于AI数据中心之间的连接。”

长飞公司技术总监、光纤光缆先进制造与应用技术全国重点实验室主任罗杰称，微软在收购Lumenisity时就希望采用这项新技术来提升其全球云平台的性能。本次商用在一定程度上证实了这一点，也进一步预示了未来光纤通信技术的发展方向，并将进一步促进空芯光纤技术的研发、应用和推广。

国内空芯光纤产业进展

国内来看，三大运营商的骨干网采用新型光纤的进度并不快，常规的G.652D光纤于1983年商用，已使用超过40年，在运营商最新一代400G骨干网中依旧得到广泛使用，和超低衰减G.654.E光纤“混搭”。

但以ChatGPT为代表的AI大模型横空出世，使得算力需求飙升，一座座智算中心拔地而起，新技术不断应用，空芯光纤迎来了潜力巨大的使用场景。中国移动研究院基础网络技术研究所副所长张德朝表示，中国移动将综合考虑不同场景需求因地制宜地推动空芯光纤的发展和应用，优先考虑在智算中心的部署。从微软发布的计划来看，采取了相同的推进方案。“这是实现空芯光纤由‘书架’走向‘货架’的第一步。”

在智算需求驱动下，空芯光纤进展堪称神速。此前，中国联通联合产业链打破了全球10.2 km空芯光纤传输的单波速率记录，并实现了32x1.2 Tbit/s传输容量；中国移动在20km链路上实现了空芯-空芯光纤熔接损耗低至0.05dB、空芯-实芯连接小于0.3dB和铺设后光缆损耗每公里0.6dB等多项核心技术指标；中国电信达成了“单波1.2Tbit/s、单向超100Tbit/s、传输距离20km”的成就。

当前，中国移动方面，在其最新召开的空芯光纤技术成果发布会上，宣布实现了国际领先的0.1dB/km超低损耗和2.6万倍高阶模抑制比，并试验部署。同时完成两个业界首次：一是在深圳龙岗-东莞凤岗，基于空芯光纤完成160波×800G传输系统技术试验；二是在实验室基于空芯光纤完成S+C+L超宽谱同波长单纤双向377.6Tb/s百公里传输。



中国电信方面，今年6月份在杭州的义桥IDC数据中心和杭州大数据中心之间部署了10km的空芯光纤光缆，作为基于空芯光纤试验验证平台的第一期。霍晓莉介绍，2024年下半年，空芯光纤的制备技术水平快速提升，特别是损耗大幅下降，因此适时启动了基于空芯光纤试验验证平台的第二期，也就是此次现网试验项目的采购。

可以看到，国内空芯光纤研究和产业化正在不断取得进展。但相比微软的大手笔，国内步伐略慢，一个客观情况是国内智算产业起步发展略逊于国外云计算巨头，因此对于1.6T光模块以及空芯光纤等新产品新技术的应用，在节奏上确实慢半拍。

“从现网试点运行的情况来看，规模商用在技术层面是可行的，关键看国内需求的时间节点。”汪滢莹表示。

罗杰也认同，国外空芯光纤在产业化应用层面略微领先于国内，而在这一点上，国内也正在加速追赶，并在三大运营商的支持下，在现网试点应用推进方面取得了比较亮眼的进展。

藤仓中国光通信技术中心主任赵麟则提到，空芯光纤对熔接机的需求类似于熔接保偏光纤，“现在保偏光纤熔接机的成本的确是远远高于一般的通信用单模熔接机，一个主要原因是相较于单模熔接机，其需求量要少很多，配件不能大量生产，相信伴随着未来空芯光纤的铺开，相应熔接机的需求量大幅增加，其成本也会得到降低。”藤仓推出的保偏熔接机产品已经过市场考验，可以快速响应客户对新型光纤熔接应用需求。

国内外没有技术代差

具备商用化条件，并不代表产品已完全成熟。实际上，空芯光纤还存在一系列技术难题等待业界攻克。

张德朝列举了三个：一是空芯光纤制造工艺成熟之路任重道远，为大规模应用提供基本前提；二是空芯光纤低损快速熔接、气体光谱吸收抑制等多项关键问题亟待攻克；三是空芯光纤在损耗以外的关键指标，如偏振模色散、可用谱宽规划等方面仍待探索。

霍晓莉则表示，目前研制的空芯光纤衰减系数已经低于0.1dB/km，突破了单模光纤最低损耗值，而且非线性也被验证低于普通单模光纤3-4个数量级，能够极大地延长光信号的传输距离，减少光放站和电中继站的需求，从而降低通信网络的建设和维护成本。但空芯光纤仍存在成本很高、标准缺失、机械强度和水汽敏感等挑战。

厂商角度看，汪滢莹认为，国内空芯光纤技术与国外领先者英国基本相当，部分领域保持领先。其中，领纤科技已经取得10项世界第一的研发成果，包括2024年实现的国内首个0.1dB/Km空芯光纤和在2024年ECOC PDP报导的国际首个<0.14dB/Km的空芯光纤光缆铺设。

罗杰亦表示，基于多年来光纤光缆大规模制备的经验、技术优势和研发投入，长飞在长段长、超低损耗（<0.1dB/km）空芯光纤的规模制造能力已处于行业领先，为三大运营商的现网试点项目、多家设备商的空芯光纤长距离传输试验验证、以及逐渐开启的商业应用，提供了优质的空芯光纤、光缆和连接解决方案。“类似于微软这样规模和场景的商业应用，长飞已经完全有能力提供优质的产品。”

通过访谈，C114认同国内空芯光纤的发展进度快于预期，技术挑战正在逐一突破，现网试点验证态势良好。微软的15000公里部署计划，更是鼓舞了业界的士气。从应用场景来看，受限于初期的高成本，空芯光纤将聚焦智算互联，瞄准金融等时延高度敏感的业务应用，并随着制备工艺成熟、成本下降，向骨干网等更多领域拓展。这可能是5到10年的时间维度。