C114訊 11 月28日消息（水易）人工智能的飛速發(fā)展，正在重塑各行各業(yè)，也帶動產(chǎn)業(yè)鏈的變革。其中光網(wǎng)絡向更高速率演進勢在必行，以滿足AI等新興業(yè)務對數(shù)據(jù)傳輸需求。光纖作為光網(wǎng)絡基礎設施的核心組成部分，也需要同步推進新型光纖的探索，目前業(yè)界對空芯光纖作為傳輸介質(zhì)的潛在顛覆性創(chuàng)新形成共識。
微軟作為全球領先的云服務提供商，對空芯光纖的探索和布局走在前列，早在2022年12月份就布局收購了空芯光纖解決方案提供商Lumenisity，并在近期宣布計劃24個月內(nèi)部署15000公里空芯光纖。
中國電信研究院傳輸網(wǎng)絡研究中心總監(jiān)霍曉莉在接受C114專訪時表示，微軟這一戰(zhàn)略舉措預示著光通信技術的一次重大飛躍，具有深遠的意義。中國電信也在積極推進現(xiàn)網(wǎng)試點試驗，在第一期10km試點成功的基礎上，近期采購95皮長公里空芯光纖進行第二期試點，助力空芯光纖產(chǎn)業(yè)的成熟。
價值凸顯：將優(yōu)先在時延敏感場景應用
“空芯光纖具有低損耗、低時延、低色散、低散射、低非線性以及大帶寬等特性，對于通信系統(tǒng)非常具有吸引力。”霍曉莉表示，相同距離下，時延可降低約33%，對金融行業(yè)、數(shù)據(jù)中心雙活等時延敏感的場景有很大的意義。金融行業(yè)中，時間就是金錢，空芯光纖的時延降低特性能夠顯著提升交易指令的傳輸速度，使得高頻交易更加高效，為金融機構(gòu)帶來競爭優(yōu)勢；數(shù)據(jù)中心雙活場景中，低時延能夠確保數(shù)據(jù)的實時同步與備份，提高系統(tǒng)的可靠性和容災能力。
據(jù)霍曉莉介紹，目前研制的空芯光纖衰減系數(shù)已經(jīng)低于0.1dB/km，突破了單模光纖最低損耗值，而且非線性也被驗證低于普通單模光纖3-4個數(shù)量級，能夠極大地延長光信號的傳輸距離，減少光放站和電中繼站的需求，從而降低通信網(wǎng)絡的建設和維護成本。與此同時，理論上，近千nm的低損耗帶寬窗口具有多波段傳輸?shù)臐摿�，有望支撐O-L的超寬普通信，且低非線性也能夠減少多波段對傳輸系統(tǒng)性能的影響，從報道的仿真結(jié)果看，單向傳輸容量具有單模光纖容量1.5-5倍的潛力。此外，低散射特性可能被用在同波長雙向傳輸?shù)膱鼍�，具有減少一半光纖使用量或者進一步倍增容量的潛力。
不過，在霍曉莉看來，鑒于當前空芯光纖存在成本很高、標準缺失、機械強度和水汽敏感等挑戰(zhàn)，所以很可能優(yōu)先在時延高度敏感的金融業(yè)務承載和智算中心短距互聯(lián)等場景中應用。
試點驗證：性能指標與理論預期相符
光網(wǎng)絡領域，中國電信一直處于領先地位，已建成一張扁平化、網(wǎng)絡全光化、運營智慧化的智能極速全光網(wǎng)絡：全光網(wǎng)2.0。同時，中國電信積極推動技術創(chuàng)新和基礎設施建設，牽頭《基于新型光纖的超寬帶光傳輸系統(tǒng)與應用示范》國家重點研發(fā)計劃項目。
基于這一項目，中國電信今年6月份在杭州的義橋IDC數(shù)據(jù)中心和杭州大數(shù)據(jù)中心之間部署了10km的空芯光纖光纜，作為基于空芯光纖試驗驗證平臺的第一期。霍曉莉介紹，通過多種方案結(jié)合，有效規(guī)避部署過程中光纖進水的風險，順利完成了部署，為空芯光纖光纜在我國現(xiàn)網(wǎng)環(huán)境下的部署提供了技術參考與指導。整個鏈路在擴展C+L波段衰減系數(shù)在1dB/km以下，并基于單波1.2T設備，完成了業(yè)界首個單向超百T的現(xiàn)網(wǎng)傳輸�；诖随溌�，中國電信對時延和非線性等性能進行了驗證。相比于單模光纖系統(tǒng)，空芯光纖的鏈路時延降低33%，和理論預期相符，同時空芯光纖的單波入纖功率可提升至11dBm以上，受激拉曼散射效應也較小，有利于超長距離、多波段系統(tǒng)傳輸。
“杭州所鋪設的此段光纜已應用了半年時間，期間還經(jīng)歷了光纜割接，狀態(tài)穩(wěn)定。”霍曉莉表示，2024年下半年，空芯光纖的制備技術水平快速提升，特別是損耗大幅下降，因此適時啟動了基于空芯光纖試驗驗證平臺的第二期，也就是此次現(xiàn)網(wǎng)試驗項目的采購。
值得一提的是，除了在數(shù)據(jù)中心場景，中國電信還正在針對時延敏感的金融業(yè)務場景進行空芯光纖的應用試驗。
挑戰(zhàn)不少：制備、運維、壽命……
目前，中國電信正在積極推進空芯光纖的現(xiàn)網(wǎng)試點應用，而針對規(guī)模應用，霍曉莉坦言還有很多技術問題需要解決，比如在空芯光纖制備、部署運維以及壽命模型估計方面。
制備方面，空芯光纖的吸收損耗是目前急需解決的問題，水蒸汽吸收損耗限制了多波段的應用，CO2氣體吸收損耗對現(xiàn)有波段傳輸具有一定的影響，經(jīng)初步測試，對于常用C和L波段中的一些波長影響較大。另外，空芯光纖的產(chǎn)能是決定其成本的關鍵因素之一�；魰岳蚪榻B，從現(xiàn)有的報道水平來看，單根預制棒拉絲距離在15km左右，和現(xiàn)有單模光纖幾千甚至上萬公里的拉絲長度比，尚存較大差距。
部署運維方面，需要解決當前空芯光纖與空芯光纖熔接時間長的問題。此外，由于空芯光纖中信號在空氣中傳輸，所以背向散射系數(shù)比單模光纖低~28dB，導致現(xiàn)有OTDR可測動態(tài)范圍變小，且熔接點處存在鼓包及端面反射峰，加上脈沖過寬導致測量盲區(qū)大，導致無法準確測量光纖衰減系數(shù)、識別故障和熔接位置及相應損耗�；魰岳虮硎�，為實現(xiàn)高分辨率、大動態(tài)范圍，目前存在兩種思路，分別為增加發(fā)射端功率和提升接收靈敏度，中國電信正在聯(lián)合高校進行攻關相關問題。
壽命模型評估方面，由于空芯光纖存在多個嵌套管，管壁較薄而且通過空氣進行傳輸信號，與當前單模光纖差異較大，壽命評估模型是否需要變動還需進一步研究，中國電信也將與合作伙伴共同進行評估。
標準是關鍵：推動空芯光纖產(chǎn)業(yè)成熟
基于現(xiàn)網(wǎng)試點部署經(jīng)驗，以及面臨的挑戰(zhàn)，霍曉莉表示中國電信將從四方面入手，推動空芯光纖產(chǎn)業(yè)成熟。
第一，加大力度推動基于空芯光纖的多場景驗證與試商用，進一步發(fā)掘空芯光纖的應用價值，持續(xù)推進空芯光纖技術與制備工藝的發(fā)展和成熟。
第二，研究部署運維技術�？招竟饫w與單模光纖不同，對熔接環(huán)境、接頭盒的要求以及運維的技術都不相同，同時現(xiàn)有OTDR也存在一些問題，需要推動解決部署運維設備存在的問題，并形成一套部署運維技術規(guī)范。
第三，面向不同應用場景，研究光纖與系統(tǒng)關鍵器件性能需求，并推動相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展。例如，在長距離傳輸中，如果有高功率放大器的加持，會進一步延長系統(tǒng)傳輸距離、減少中繼站使用，不過目前還沒有適配的高功率放大器，而且使用摻鉺光纖進行放大，在C波段短波長和L波段長波長存在輸出功率低的問題，需要推動相關廠商投入精力進行研究。
第四，推動標準化進程。目前光纖有很多結(jié)構(gòu)，標準化十分關鍵，有助于產(chǎn)業(yè)鏈收斂，加速空芯光纖商用進程。
對于微軟未來兩年15000公里的規(guī)模部署計劃，霍曉莉認為這對空芯光纖的發(fā)展傳遞出強烈的正面信號，成功打破了因成本高昂、技術成熟度不足等諸多因素造成的空芯光纖距離實際落地應用尚有一段距離的僵局。“不僅是技術進步的體現(xiàn)，也是對未來網(wǎng)絡需求的前瞻性布局，對于推動新興技術的快速發(fā)展與廣泛應用起到了至關重要的催化作用，無疑將加速空芯光纖技術的商業(yè)化進程。” 
