打破算力瓶頸，空芯光纖開啟通信代際躍遷

  ICC訊 近期，三大運營商陸續(xù)宣布其首條空芯光纖商用線路正式開通。光纖中的一縷空氣，正為算力時代帶來一場無聲革命。

  空芯光纖，這個曾局限于實驗室的前沿技術，正以前所未有的速度走向現(xiàn)網部署，為信息基礎設施注入全新的活力與動能。

  技術突破：從實驗室走向現(xiàn)網部署

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

  2025年以來，三大運營商在空芯光纖領域取得了一系列實質性進展。

  近日，中國電信的百公里級空芯光纖共纖傳輸實驗實現(xiàn)了37.6Tbps的傳輸速率，并支持21dBm的高功率傳輸，標志著我國在量子-經典共纖傳輸技術領域實現(xiàn)里程碑式突破。

  中國移動于7月29日在廣東開通了我國首條反諧振空芯光纖商用線路，實現(xiàn)了我國自主研發(fā)、具備完全自主知識產權的反諧振空芯光纖從技術原型到實際應用的跨越。

  今年10月，中國聯(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)及跨境出海應用，網絡連接時延大幅降低32%，是全球首條通過空芯光纖實現(xiàn)“海纜中心+數(shù)據(jù)中心+金融中心”的直接連接。

  隨著三大運營商在空芯光纖應用方面的突破性進展，空芯光纖的產業(yè)化進程正在加速，已成為推動信息基礎設施向下一代演進的關鍵使能技術。

  賦能算力網絡：打破AI算力瓶頸

  隨著AI浪潮席卷全球，算力網絡對低時延、大帶寬的需求達到前所未有的高度，而空芯光纖的技術特性恰好為AI算力池化、消除通信瓶頸提供了堅實的物理基礎，有望成為下一代超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心內部的“神經網絡”，確保數(shù)據(jù)在算力集群中高效快速傳輸。

  中國聯(lián)通研究院副院長、首席科學家唐雄燕表示，空芯光纖在智算互聯(lián)中具有多重潛在價值。在數(shù)據(jù)中心內部互聯(lián)(1～100米)場景中，利用其低時延特性，有望將AI訓練效率提升10%以上。

  此外，空芯光纖還將重構數(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，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，助力算力資源實現(xiàn)更合理的分配。

  通信領域革新：突破傳統(tǒng)光纖極限

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

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

  中國移動研究院技術經理、主任研究員王東指出，面向后400G時代，受限于實芯光纖的非線性效應，傳輸距離和單纖容量的增益已經面臨邊際效應。

  空芯光纖基于全新的空氣導光機理，能夠突破這一限制，滿足6G時代對極高數(shù)據(jù)速率和極低延遲的嚴苛需求，為未來的6G應用提供可靠的底層傳輸保障。

  在量子通信領域，空芯光纖同樣迎來關鍵發(fā)展機遇。中國電信近日完成的百公里級量子-經典信號共纖傳輸實驗，成功破解了傳統(tǒng)實芯光纖中量子與經典信號相互干擾的行業(yè)痛點。這一突破使系統(tǒng)具備低噪聲、高安全、大容量、低復雜度的綜合優(yōu)勢，為量子通信技術落地掃清了關鍵障礙，推動其向實際應用邁出重要一步。

  挑戰(zhàn)與未來：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)。成本問題是首要障礙。2025年光纖市場數(shù)據(jù)顯示，空芯光纖的招標價格約為3.6萬元/芯公里，而普通的G.652D單模光纖每芯公里僅約20元，兩者價格差高達近2000倍。如此巨大的價格差距，使得空芯光纖在大規(guī)模市場推廣中面臨較大阻力。

  盤和林進一步分析，現(xiàn)階段空芯光纖的發(fā)展主要受到兩方面的制約。一是標準不統(tǒng)一，目前行業(yè)內技術路線眾多，亟須確定主路線并制定配套標準，確保其能適配兼容整個通信傳輸系統(tǒng);二是成本居高不下，不過從產業(yè)規(guī)律來看，若下游需求爆發(fā)，產業(yè)鏈將主動適配需求，規(guī)模化生產必然會帶來成本下降，但最終能否降至與實芯光纖接近的水平，仍取決于技術降本目標的實現(xiàn)。

  此外，空芯光纖面臨兩大維護難題：一是熔接工藝復雜，需專用設備、耗時長且對人員要求高;二是現(xiàn)有測量設備(如光時域反射儀)尚無法兼容，進一步加大了運維難度。

  盤和林直言，空芯光纖的確代表著未來發(fā)展方向，但現(xiàn)階段必須通過技術創(chuàng)新攻克標準、成本等難題，只有當它比傳統(tǒng)光纖更具性價比時，這項技術才能真正實現(xiàn)普及。

  未來展望：從“一條線”到“一張網”

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

  高價值場景率先落地?？招竟饫w將聚焦金融高頻交易專線、智算中心互聯(lián)等對低時延、大帶寬有剛性需求的高價值場景?？招竟饫w將憑借其獨特技術優(yōu)勢，在細分領域完成商業(yè)化驗證與落地，積累實際應用經驗，為后續(xù)規(guī)模化推廣奠定基礎。

  成本下降打開應用空間。隨著制備工藝的持續(xù)優(yōu)化與產能規(guī)模的穩(wěn)步提升，空芯光纖的成本有望實現(xiàn)顯著下降。商業(yè)應用場景將從細分領域向更廣泛的通信網絡延伸，逐步覆蓋長途骨干網、6G前傳網絡等核心領域，推動通信行業(yè)進入技術升級與換代的關鍵階段。

  構建全域基礎設施網絡。在光器件、傳輸系統(tǒng)等全產業(yè)鏈的協(xié)同進化下，空芯光纖將逐步成為支撐“東數(shù)西算”工程的關鍵基礎設施。其應用將實現(xiàn)從單點線路部署到全域網絡覆蓋的跨越，真正完成從“一條線”到“一張網”的升級，為數(shù)字經濟發(fā)展提供全方位的底層傳輸支撐。