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光通信
2024/6/25 11:40

空芯光纖熱浪來(lái)襲:網(wǎng)絡(luò )基礎設施未雨綢繆算力時(shí)代

C114通信網(wǎng)  劉定洲

C114訊 6月25日消息(劉定洲)如同光網(wǎng)絡(luò )設備領(lǐng)域從追趕到超越,我國在光纖領(lǐng)域,也大力追逐技術(shù)前沿,并取得了一系列成果。

近期,業(yè)界公認的下一代光纖——空芯光纖新聞不斷:5月8日,中國聯(lián)通宣布攜手北理工、上海諾基亞貝爾及長(cháng)飛突破空芯光纖單波傳輸速率記錄;6月6日,中國移動(dòng)宣布聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈在廣東深圳-東莞開(kāi)通首個(gè)800G空芯光纖傳輸技術(shù)試驗網(wǎng);6月20日,中國電信聯(lián)合長(cháng)飛、中興通訊和華信設計院發(fā)布了全球首個(gè)單波 1.2Tbit/s、單向超 100Tbit/s空芯光纜傳輸系統現網(wǎng)示范工程。

當前,三大運營(yíng)商正在部署新一代400G骨干網(wǎng),采用了G.652普通光纖和超低衰減G.654.E光纖“混搭”,而一代骨干網(wǎng)的使用壽命通?蛇_10年。同時(shí),以AI大模型為代表的新型應用,驅動(dòng)算力需求爆炸式增長(cháng),數據中心走向升級、重構,骨干網(wǎng)面臨著(zhù)持續增長(cháng)的流量沖擊,業(yè)界提前布局空芯光纖,未雨綢繆強化網(wǎng)絡(luò )基礎設施建設,充滿(mǎn)自信地擁抱算力時(shí)代。
 
價(jià)值大,挑戰亦不小
 
光纖發(fā)明已有50多年歷史,并成長(cháng)為網(wǎng)絡(luò )傳輸的核心介質(zhì)。其中,以G.652為代表的普通光纖,技術(shù)高度成熟,已在現網(wǎng)使用超過(guò)30年,為全球互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出了卓越貢獻。最近5年,超低衰減G.654.E光纖崛起,開(kāi)始在骨干網(wǎng)等場(chǎng)景發(fā)揮重要作用。

不同于現有光纖的技術(shù)“一脈相承”,空芯光纖基于全新空氣導光機理,可突破實(shí)芯光纖的時(shí)延極限、衰減極限和容量極限。中國電信研究院院長(cháng)張成良介紹,空芯光纖的非線(xiàn)性低3-4個(gè)數量級,可支持更多波段甚至全波段傳輸;色散小約10倍;損耗理論可達0.1dm/km;時(shí)延降低約30%,將是革命性的創(chuàng )新。

中國移動(dòng)集團級首席專(zhuān)家李晗此前亦表示,反諧振空芯光纖能夠在波導內實(shí)現空氣/真空導光,突破現有實(shí)芯單模光纖的固有時(shí)延極限和非線(xiàn)性香農極限,為智算網(wǎng)絡(luò )和分布式大模型提供全新的高性能底座,有望改變半個(gè)世紀以來(lái)基于實(shí)芯光纖的光通信行業(yè)。

當然,作為一項顛覆性技術(shù),空芯光纖的發(fā)展仍有大量的技術(shù)問(wèn)題需產(chǎn)業(yè)鏈共同研究、攻克,這需要學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界在空芯光纖研究上進(jìn)一步凝聚共識、加強協(xié)作,在多場(chǎng)景和需求驅動(dòng)下,更加積極開(kāi)展多層次、多維度的應用端測試和評估,加快解決工程領(lǐng)域的相關(guān)問(wèn)題。

從三大運營(yíng)商的測試來(lái)看,近期取得的進(jìn)展值得業(yè)界欣喜。例如,中國聯(lián)通聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈打破了全球10.2 km空芯光纖傳輸的單波速率記錄,并實(shí)現了32x1.2 Tbit/s傳輸容量;中國移動(dòng)在20km鏈路上實(shí)現了空芯-空芯光纖熔接損耗低至0.05dB、空芯-實(shí)芯連接小于0.3dB和鋪設后光纜損耗每公里0.6dB等多項核心技術(shù)指標;中國電信達成了“單波1.2Tbit/s、單向超100Tbit/s、傳輸距離20km”的成就。

上述成績(jì),幫助空芯光纖朝著(zhù)實(shí)用化方向邁出了一個(gè)重要的臺階。甚至可以感受到,空芯光纖的規模商用,有望隨著(zhù)技術(shù)突破和需求驅動(dòng)而提前到來(lái)。要知道,下一代800G光模塊就在大模型帶來(lái)的智算中心建設熱潮下,提前了3-5年規模部署,新一代1.6T光模塊已在商用路上。
 
長(cháng)飛扮演新角色

客觀(guān)來(lái)說(shuō),空芯光纖的理論研究以及前期的技術(shù)研究,國外先行一步。資料顯示,2019年,英國南安普頓大學(xué)的研究團隊就研制出了嵌套式抗共振無(wú)節點(diǎn)光纖,將空芯光纖的損耗降至1.3dB/km;2020年,Lumenisity將這一數字再度降至0.28 dB/km,轟動(dòng)了整個(gè)行業(yè)。這一成就得到微軟的重視,并在2022年將Lumenisity納入麾下。

國內也不甘落后。從三大運營(yíng)商試驗選取的產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴可以看到,最為關(guān)鍵的空芯光纖供應商,均為長(cháng)飛公司。自2016年來(lái),長(cháng)飛已連續8年光纖預制棒、光纖和光纜產(chǎn)量位居全球第一,從“做大”到“做強”,長(cháng)飛正在扮演新角色,引領(lǐng)國內光纖技術(shù)創(chuàng )新。

據長(cháng)飛介紹,該公司為三大運營(yíng)商的試驗項目提供了長(cháng)距離低損耗空芯光纖、空芯光纖光纜、空芯光纖熔接、空芯轉單模光纖適配器等系列技術(shù)方案,與三大運營(yíng)商共同驗證了空芯光纖所具備的超大容量、超低損耗、超低時(shí)延等系統傳輸性能及其在復雜管網(wǎng)環(huán)境部署的可行性。

在產(chǎn)品層面,長(cháng)飛已在空芯光纖領(lǐng)域布局多年,基于自主合成的原材料、精確尺寸控制的毛細管制備工藝、領(lǐng)先的空芯光纖拉絲工藝,業(yè)界率先開(kāi)發(fā)了多系列適用于不同領(lǐng)域的空芯光纖產(chǎn)品,并持續高速迭代。

整體來(lái)看,國外空芯光纖技術(shù)研究在現階段略微領(lǐng)先于國內,但國內正在加速追趕,并在三大運營(yíng)商的支持下,產(chǎn)業(yè)推進(jìn)方面取得了比較亮眼的進(jìn)展。

此外據C114了解,長(cháng)飛在去年即主辦了“新型光纖技術(shù)研討會(huì )”,邀請產(chǎn)學(xué)研各界探討包括空芯光纖在內的各類(lèi)新型光纖技術(shù)。正是在這場(chǎng)研討會(huì )上,C114了解到了國內多所高校在新型光纖領(lǐng)域的研究進(jìn)展,看到了國內產(chǎn)業(yè)鏈在光纖技術(shù)創(chuàng )新方面的豐富積累。

展望未來(lái),大模型等新型應用不斷面世,算力需求高速增長(cháng),基礎設施的升級迭代周期有望加快。中國擁有全球最大的光網(wǎng)絡(luò )基礎設施,以及排名第二的新型算力基礎設施,各項技術(shù)創(chuàng )新如雨后春筍般不斷面世。在網(wǎng)絡(luò )基礎設施領(lǐng)域,以空芯光纖為代表的創(chuàng )新產(chǎn)品,相信也不會(huì )落后。偉大的市場(chǎng),必然會(huì )培育出偉大的產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)。

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