打破算力瓶頸，空芯光纖開(kāi)啟通信代際躍遷

  ICC訊 近期，三大運(yùn)營(yíng)商陸續(xù)宣布其首條空芯光纖商用線路正式開(kāi)通。光纖中的一縷空氣，正為算力時(shí)代帶來(lái)一場(chǎng)無(wú)聲革命。

  空芯光纖，這個(gè)曾局限于實(shí)驗(yàn)室的前沿技術(shù)，正以前所未有的速度走向現(xiàn)網(wǎng)部署，為信息基礎(chǔ)設(shè)施注入全新的活力與動(dòng)能。

  技術(shù)突破：從實(shí)驗(yàn)室走向現(xiàn)網(wǎng)部署

  空芯光纖作為下一代光通信技術(shù)，通過(guò)將光信號(hào)限制在空氣芯中傳輸，大幅降低了非線性效應(yīng)和瑞利散射。工信部信息通信經(jīng)濟(jì)專家委員會(huì)委員盤和林在接受《人民郵電》報(bào)記者采訪時(shí)指出，空芯光纖不僅具備時(shí)延更低、損耗更小、支持多波段傳輸?shù)奶匦?，還能承載高功率激光，同時(shí)擁有色散低、熱敏感性低等多重優(yōu)勢(shì)。這一技術(shù)突破不僅打破了傳統(tǒng)實(shí)芯光纖的物理瓶頸，更打開(kāi)了跨領(lǐng)域新型應(yīng)用的廣闊空間。

  2025年以來(lái)，三大運(yùn)營(yíng)商在空芯光纖領(lǐng)域取得了一系列實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。

  近日，中國(guó)電信的百公里級(jí)空芯光纖共纖傳輸實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了37.6Tbps的傳輸速率，并支持21dBm的高功率傳輸，標(biāo)志著我國(guó)在量子-經(jīng)典共纖傳輸技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)里程碑式突破。

  中國(guó)移動(dòng)于7月29日在廣東開(kāi)通了我國(guó)首條反諧振空芯光纖商用線路，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)自主研發(fā)、具備完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的反諧振空芯光纖從技術(shù)原型到實(shí)際應(yīng)用的跨越。

  今年10月，中國(guó)聯(lián)通完成深圳至聯(lián)通香港將軍澳智云數(shù)據(jù)中心和香港交易所的商用空芯光纖互聯(lián)及跨境出海應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)延大幅降低32%，是全球首條通過(guò)空芯光纖實(shí)現(xiàn)“海纜中心+數(shù)據(jù)中心+金融中心”的直接連接。

  隨著三大運(yùn)營(yíng)商在空芯光纖應(yīng)用方面的突破性進(jìn)展，空芯光纖的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程正在加速，已成為推動(dòng)信息基礎(chǔ)設(shè)施向下一代演進(jìn)的關(guān)鍵使能技術(shù)。

  賦能算力網(wǎng)絡(luò)：打破AI算力瓶頸

  隨著AI浪潮席卷全球，算力網(wǎng)絡(luò)對(duì)低時(shí)延、大帶寬的需求達(dá)到前所未有的高度，而空芯光纖的技術(shù)特性恰好為AI算力池化、消除通信瓶頸提供了堅(jiān)實(shí)的物理基礎(chǔ)，有望成為下一代超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”，確保數(shù)據(jù)在算力集群中高效快速傳輸。

  中國(guó)聯(lián)通研究院副院長(zhǎng)、首席科學(xué)家唐雄燕表示，空芯光纖在智算互聯(lián)中具有多重潛在價(jià)值。在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部互聯(lián)(1～100米)場(chǎng)景中，利用其低時(shí)延特性，有望將AI訓(xùn)練效率提升10%以上。

  此外，空芯光纖還將重構(gòu)數(shù)據(jù)中心的地理布局。憑借低損耗、大帶寬、低非線性及色散等優(yōu)勢(shì)，空芯光纖可大幅提升傳輸容量與穩(wěn)定性。這使得數(shù)據(jù)中心選址不再局限于核心城市，可向能源供給更充足的地區(qū)延伸，從而有效緩解核心城市能源壓力，助力算力資源實(shí)現(xiàn)更合理的分配。

  通信領(lǐng)域革新：突破傳統(tǒng)光纖極限

  在通信領(lǐng)域，空芯光纖正在突破傳統(tǒng)光纖的“非線性香農(nóng)容量極限”與“傳輸時(shí)延極限”兩大物理瓶頸。

  北京郵電大學(xué)集成電路學(xué)院執(zhí)行院長(zhǎng)張杰表示，下一代通信將不止于連接，更需感知、計(jì)算深度融合，而空芯光纖不僅承載著高速通信需求，更開(kāi)啟了感知與計(jì)算的新維度。

  中國(guó)移動(dòng)研究院技術(shù)經(jīng)理、主任研究員王東指出，面向后400G時(shí)代，受限于實(shí)芯光纖的非線性效應(yīng)，傳輸距離和單纖容量的增益已經(jīng)面臨邊際效應(yīng)。

  空芯光纖基于全新的空氣導(dǎo)光機(jī)理，能夠突破這一限制，滿足6G時(shí)代對(duì)極高數(shù)據(jù)速率和極低延遲的嚴(yán)苛需求，為未來(lái)的6G應(yīng)用提供可靠的底層傳輸保障。

  在量子通信領(lǐng)域，空芯光纖同樣迎來(lái)關(guān)鍵發(fā)展機(jī)遇。中國(guó)電信近日完成的百公里級(jí)量子-經(jīng)典信號(hào)共纖傳輸實(shí)驗(yàn)，成功破解了傳統(tǒng)實(shí)芯光纖中量子與經(jīng)典信號(hào)相互干擾的行業(yè)痛點(diǎn)。這一突破使系統(tǒng)具備低噪聲、高安全、大容量、低復(fù)雜度的綜合優(yōu)勢(shì)，為量子通信技術(shù)落地掃清了關(guān)鍵障礙，推動(dòng)其向?qū)嶋H應(yīng)用邁出重要一步。

  挑戰(zhàn)與未來(lái)：規(guī)模商用仍存障礙

  盡管空芯光纖前景廣闊，但規(guī)模商用仍面臨多重挑戰(zhàn)。成本問(wèn)題是首要障礙。2025年光纖市場(chǎng)數(shù)據(jù)顯示，空芯光纖的招標(biāo)價(jià)格約為3.6萬(wàn)元/芯公里，而普通的G.652D單模光纖每芯公里僅約20元，兩者價(jià)格差高達(dá)近2000倍。如此巨大的價(jià)格差距，使得空芯光纖在大規(guī)模市場(chǎng)推廣中面臨較大阻力。

  盤和林進(jìn)一步分析，現(xiàn)階段空芯光纖的發(fā)展主要受到兩方面的制約。一是標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，目前行業(yè)內(nèi)技術(shù)路線眾多，亟須確定主路線并制定配套標(biāo)準(zhǔn)，確保其能適配兼容整個(gè)通信傳輸系統(tǒng);二是成本居高不下，不過(guò)從產(chǎn)業(yè)規(guī)律來(lái)看，若下游需求爆發(fā)，產(chǎn)業(yè)鏈將主動(dòng)適配需求，規(guī)?；a(chǎn)必然會(huì)帶來(lái)成本下降，但最終能否降至與實(shí)芯光纖接近的水平，仍取決于技術(shù)降本目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

  此外，空芯光纖面臨兩大維護(hù)難題：一是熔接工藝復(fù)雜，需專用設(shè)備、耗時(shí)長(zhǎng)且對(duì)人員要求高;二是現(xiàn)有測(cè)量設(shè)備(如光時(shí)域反射儀)尚無(wú)法兼容，進(jìn)一步加大了運(yùn)維難度。

  盤和林直言，空芯光纖的確代表著未來(lái)發(fā)展方向，但現(xiàn)階段必須通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新攻克標(biāo)準(zhǔn)、成本等難題，只有當(dāng)它比傳統(tǒng)光纖更具性價(jià)比時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)才能真正實(shí)現(xiàn)普及。

  未來(lái)展望：從“一條線”到“一張網(wǎng)”

  盡管面臨諸多挑戰(zhàn)，但空芯光纖的發(fā)展路徑已經(jīng)逐漸清晰。

  高價(jià)值場(chǎng)景率先落地?？招竟饫w將聚焦金融高頻交易專線、智算中心互聯(lián)等對(duì)低時(shí)延、大帶寬有剛性需求的高價(jià)值場(chǎng)景。空芯光纖將憑借其獨(dú)特技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在細(xì)分領(lǐng)域完成商業(yè)化驗(yàn)證與落地，積累實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)規(guī)?；茝V奠定基礎(chǔ)。

  成本下降打開(kāi)應(yīng)用空間。隨著制備工藝的持續(xù)優(yōu)化與產(chǎn)能規(guī)模的穩(wěn)步提升，空芯光纖的成本有望實(shí)現(xiàn)顯著下降。商業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景將從細(xì)分領(lǐng)域向更廣泛的通信網(wǎng)絡(luò)延伸，逐步覆蓋長(zhǎng)途骨干網(wǎng)、6G前傳網(wǎng)絡(luò)等核心領(lǐng)域，推動(dòng)通信行業(yè)進(jìn)入技術(shù)升級(jí)與換代的關(guān)鍵階段。

  構(gòu)建全域基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)。在光器件、傳輸系統(tǒng)等全產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同進(jìn)化下，空芯光纖將逐步成為支撐“東數(shù)西算”工程的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。其應(yīng)用將實(shí)現(xiàn)從單點(diǎn)線路部署到全域網(wǎng)絡(luò)覆蓋的跨越，真正完成從“一條線”到“一張網(wǎng)”的升級(jí)，為數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供全方位的底層傳輸支撐。