6月25日消息(劉定洲)如同光網(wǎng)絡(luò)設(shè)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(rèn)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飛突破空芯光纖單波傳輸速率記錄;6月6日,中國移動宣布聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈在廣東深圳-東莞開通首個800G空芯光纖傳輸技術(shù)試驗網(wǎng);6月20日,中國電信聯(lián)合長飛、中興通訊和華信設(shè)計院發(fā)布了全球首個個單波 1.2Tbit/s、單向超 100Tbit/s空芯光纜傳輸系統(tǒng)現(xiàn)網(wǎng)示范工程。
當(dāng)前,三大運(yùn)營商正在部署新一代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)的使用壽命通常可達(dá)10年。同時,以AI大模型為代表的新型應(yīng)用,驅(qū)動算力需求爆炸式增長,數(shù)據(jù)中心走向升級、重構(gòu),骨干網(wǎng)面臨著持續(xù)增長的流量沖擊,業(yè)界提前布局空芯光纖,未雨綢繆強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),充滿自信地?fù)肀懔r代。
價值大,挑戰(zhàn)亦不小
光纖發(fā)明已有50多年歷史,并成長為網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)暮诵慕橘|(zhì)。其中,以G.652為代表的普通光纖,技術(shù)高度成熟,已在現(xiàn)網(wǎng)使用超過30年,為全球互聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出了卓越貢獻(xiàn)。最近5年,超低衰減G.654.E光纖崛起,開始在骨干網(wǎng)等場景發(fā)揮重要作用。
不同于現(xiàn)有光纖的技術(shù)“一脈相承”,空芯光纖基于全新空氣導(dǎo)光機(jī)理,可突破實芯光纖的時延極限、衰減極限和容量極限。中國電信研究院院長張成良介紹,空芯光纖的非線性低3-4個數(shù)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(dá)0.1dm/km;時延降低約30%,將是革命性的創(chuàng)新。
中國移動集團(tuán)級首席專家李晗此前亦表示,反諧振空芯光纖能夠在波導(dǎo)內(nèi)實現(xiàn)空氣/真空導(dǎo)光,突破現(xiàn)有實芯單模光纖的固有時延極限和非線性香農(nóng)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,有望改變半個世紀(jì)以來基于實芯光纖的光通信行業(yè)。
當(dāng)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(qiáng)協(xié)作,在多場景和需求驅(qū)動下,更加積極開展多層次、多維度的應(yīng)用端測試和評估,加快解決工程領(lǐng)域的相關(guān)問題。
從三大運(yùn)營商的測試來看,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?shù)膯尾ㄋ俾视涗洠崿F(xiàn)了32x1.2 Tbit/s傳輸容量;中國移動在20km鏈路上實現(xiàn)了空芯-空芯光纖熔接損耗低至0.05dB、空芯-實芯連接小于0.3dB和鋪設(shè)后光纜損耗每公里0.6dB等多項核心技術(shù)指標(biāo);中國電信達(dá)成了“單波1.2Tbit/s、單向超100Tbit/s、傳輸距離20km”的成就。
上述成績,幫助空芯光纖朝著實用化方向邁出了一個重要的臺階。甚至可以感受到,空芯光纖的規(guī)模商用,有望隨著技術(shù)突破和需求驅(qū)動而提前到來。要知道,下一代800G光模塊就在大模型帶來的智算中心建設(shè)熱潮下,提前了3-5年規(guī)模部署,新一代1.6T光模塊已在商用路上。
長飛扮演新角色
客觀來說,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(tuán)隊就研制出了嵌套式抗共振無節(jié)點光纖,將空芯光纖的損耗降至1.3dB/km;2020年,Lumenisity將這一數(shù)字再度降至0.28 dB/km,轟動了整個行業(yè)。這一成就得到微軟的重視,并在2022年將Lumenisity納入麾下。
國內(nèi)也不甘落后。從三大運(yùn)營商試驗選取的產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴可以看到,最為關(guān)鍵的空芯光纖供應(yīng)商,均為長飛公司。自2016年來,長飛已連續(xù)8年光纖預(yù)制棒、光纖和光纜產(chǎn)量位居全球第一,從“做大”到“做強(qiáng)”,長飛正在扮演新角色,引領(lǐng)國內(nèi)光纖技術(shù)創(chuàng)新。
據(jù)長飛介紹,該公司為三大運(yùn)營商的試驗項目提供了長距離低損耗空芯光纖、空芯光纖光纜、空芯光纖熔接、空芯轉(zhuǎn)單模光纖適配器等系列技術(shù)方案,與三大運(yùn)營商共同驗證了空芯光纖所具備的超大容量、超低損耗、超低時延等系統(tǒng)傳輸性能及其在復(fù)雜管網(wǎng)環(huán)境部署的可行性。
在產(chǎn)品層面,長飛已在空芯光纖領(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(xì)管制備工藝、領(lǐng)先的空芯光纖拉絲工藝,業(yè)界率先開發(fā)了多系列適用于不同領(lǐng)域的空芯光纖產(chǎn)品,并持續(xù)高速迭代。
整體來看,國外空芯光纖技術(shù)研究在現(xiàn)階段略微領(lǐng)先于國內(nèi),但國內(nèi)正在加速追趕,并在三大運(yùn)營商的支持下,產(chǎn)業(yè)推進(jìn)方面取得了比較亮眼的進(jìn)展。
此外據(jù)C114了解,長飛在去年即主辦了“新型光纖技術(shù)研討會”,邀請產(chǎn)學(xué)研各界探討包括空芯光纖在內(nèi)的各類新型光纖技術(shù)。正是在這場研討會上,C114了解到了國內(nèi)多所高校在新型光纖領(lǐng)域的研究進(jìn)展,看到了國內(nèi)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,大模型等新型應(yīng)用不斷面世,算力需求高速增長,基礎(chǔ)設(shè)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(chǔ)設(shè)施,以及排名第二的新型算力基礎(chǔ)設(shè)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(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域,以空芯光纖為代表的創(chuàng)新產(chǎn)品,相信也不會落后。偉大的市場,必然會培育出偉大的產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)。
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