C114訊 6月26日消息（顏翊）隨著人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)據(jù)計(jì)算需求呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，“智算互聯(lián)”成為行業(yè)關(guān)注的新焦點(diǎn)。作為整個(gè)通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)支撐，光纖光纜迎來(lái)新一輪升級(jí)需求。
為滿足未來(lái)高速率、低時(shí)延、大容量傳輸需求，業(yè)界開(kāi)始探索“新維度、新結(jié)構(gòu)、新介質(zhì)”。在此背景下，空芯光纖（Hollow Core Fiber, HCF）因以空氣為傳輸介質(zhì)，突破了石英光纖的物理限制，展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)，并迅速成為新型光纖研究的熱點(diǎn)之一。
在6月26日舉行的“新一代光纖技術(shù)專場(chǎng)研討會(huì)”上，中國(guó)聯(lián)通研究院副院長(zhǎng)、首席科學(xué)家唐雄燕發(fā)表了題為《面向智算互聯(lián)的空芯光纖機(jī)遇與挑戰(zhàn)》的主題演講，系統(tǒng)分析了空芯光纖的技術(shù)優(yōu)勢(shì)、應(yīng)用場(chǎng)景及面臨的挑戰(zhàn)。
空芯光纖技術(shù)進(jìn)展與應(yīng)用前景
近年來(lái)，空芯光纖技術(shù)發(fā)展迅速，衰減持續(xù)下降。2025年OFC大會(huì)上，長(zhǎng)飛公司發(fā)布的支撐嵌套管空芯光纖（ST-HCF）將損耗降至0.05 dB/km，再次刷新行業(yè)紀(jì)錄。
在傳輸實(shí)驗(yàn)中，空芯光纖展現(xiàn)出超低非線性和超低損耗特性，可以支持更高的入纖功率以及更長(zhǎng)單跨段。此外，其傳輸光譜覆蓋范圍極廣，可支持O-L波段聯(lián)合傳輸，具備極大的容量潛力。
中國(guó)聯(lián)通已在多個(gè)研究項(xiàng)目中開(kāi)展了空芯光纖的傳輸驗(yàn)證。2024年5月完成單波1.2Tbit/s傳輸實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了空芯光纖的低時(shí)延（降低30%）、高功率承載能力；同年12月進(jìn)一步開(kāi)展了30km空芯光纖上100G/400G混傳測(cè)試，驗(yàn)證了熔接點(diǎn)數(shù)量對(duì)業(yè)務(wù)傳輸時(shí)延和OSNR傳輸代價(jià)并無(wú)明顯影響。
在國(guó)際上，微軟等企業(yè)已率先布局空芯光纖現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用。2022年底收購(gòu)Lumenisity后，微軟在數(shù)據(jù)中心互聯(lián)場(chǎng)景積極推進(jìn)空芯光纖部署。去年底，微軟宣稱計(jì)劃兩年內(nèi)部署15000公里空芯光纖。目前基于空芯光纖互聯(lián)的微軟Azure DC 已投入使用，完成兩個(gè) DC 站點(diǎn)之間端到端空芯光纖網(wǎng)絡(luò)組建，且承載實(shí)時(shí)流量。
從應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)看，空芯光纖在智算互聯(lián)中具有多重潛在價(jià)值：
數(shù)據(jù)中心內(nèi)部互聯(lián)（1~100米） ：利用其低時(shí)延特性，有望提升AI訓(xùn)練效率10%以上；城域數(shù)據(jù)中心互聯(lián)（<100公里）：支持更大地理覆蓋范圍，可緩解能源供給限制；廣域數(shù)據(jù)中心互聯(lián)（數(shù)百公里）：憑借低損耗、大帶寬、低非線性及色散優(yōu)勢(shì)，可大幅提升傳輸容量與穩(wěn)定性。
技術(shù)、工程與應(yīng)用挑戰(zhàn)
唐雄燕指出，盡管空芯光纖展現(xiàn)出諸多優(yōu)勢(shì)，但其產(chǎn)業(yè)生態(tài)仍在構(gòu)建之中，從光纖介質(zhì)到工程系統(tǒng)均需全面重構(gòu)，大規(guī)模商用仍面臨一系列技術(shù)與工程挑戰(zhàn)。在智算互聯(lián)場(chǎng)景的應(yīng)用有如下難點(diǎn)：
首先是數(shù)據(jù)中心內(nèi)部應(yīng)用的難點(diǎn)。
在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部，空芯光纖的應(yīng)用存在一定機(jī)會(huì)。由于對(duì)光纜壽命要求相對(duì)較低（無(wú)需達(dá)到15~20年），且沒(méi)有室外熔接、進(jìn)水等潛在維護(hù)問(wèn)題，建設(shè)運(yùn)維較為簡(jiǎn)單。然而，當(dāng)前仍存在兩個(gè)關(guān)鍵難題：
結(jié)構(gòu)與性能問(wèn)題：現(xiàn)有大芯徑空芯光纖難以滿足數(shù)據(jù)中心密集布線、大芯數(shù)需求；激光器兼容性問(wèn)題：當(dāng)前數(shù)據(jù)中心普遍使用多模VCSEL激光器，而空芯光纖多為單模設(shè)計(jì)，二者之間存在模場(chǎng)失配，導(dǎo)致耦合損耗高。無(wú)論是重新設(shè)計(jì)多�？招竟饫w，還是推動(dòng)數(shù)據(jù)中心使用單模光源，都需要巨大的投入和較長(zhǎng)周期。
此外，由于傳輸距離很短，空芯光纖的低時(shí)延、低衰減、寬波段、低非線性等特性在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部是否真正具備商業(yè)吸引力，尚待進(jìn)一步探索。
其次，在數(shù)據(jù)中心之間的長(zhǎng)距離互聯(lián)中，空芯光纖同樣面臨多項(xiàng)工程難題。
進(jìn)水問(wèn)題：一旦光纜斷裂，空芯通道易進(jìn)水導(dǎo)致通信中斷，需采用IP68級(jí)防水接頭盒并預(yù)留足夠盤留長(zhǎng)度，同時(shí)亟需開(kāi)發(fā)快速檢測(cè)技術(shù)，保證進(jìn)水段精準(zhǔn)切割。
內(nèi)部進(jìn)氣及吸收峰問(wèn)題：空芯光纖內(nèi)部氣體吸收影響嚴(yán)重，可能引發(fā)E/S波段水峰及C/L波段CO₂吸收峰，限制傳輸容量與距離，需在拉絲成纜全過(guò)程中嚴(yán)格密封，現(xiàn)場(chǎng)熔接也要控制進(jìn)氣。
熔接與成端工藝復(fù)雜：空芯光纖的特殊微結(jié)構(gòu)對(duì)對(duì)準(zhǔn)精度要求極高，普通熔接設(shè)備難以勝任，需專用熔接機(jī)支持；且由于設(shè)備端尾纖仍然為常規(guī)實(shí)芯光纖，空芯光纖與傳統(tǒng)實(shí)芯光纖的轉(zhuǎn)接仍存在較大連接損耗。
OTDR測(cè)量困難：當(dāng)前商用OTDR設(shè)備無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量空芯光纖的衰減、熔接損耗與熔接位置，誤差可達(dá)近1公里，給故障排查和維護(hù)帶來(lái)較大困難。
最后，標(biāo)準(zhǔn)缺失也是當(dāng)前空芯光纖規(guī)模推廣的一大瓶頸。國(guó)內(nèi)外尚未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)體系，光纖結(jié)構(gòu)差異較大，難以歸一化，存在互通問(wèn)題。
從國(guó)內(nèi)情況看，國(guó)內(nèi)CCSA TC6 WG3在2024年底已完成研究報(bào)告，并進(jìn)一步在TC6 WG1/WG3/WG4開(kāi)展空芯光纖技術(shù)及應(yīng)用研究，推動(dòng)技術(shù)成熟。國(guó)際上，ITU-T SG15也在2025年3月日內(nèi)瓦全會(huì)以及6月Q6巴黎中間會(huì)議上，就空芯光纖技術(shù)展開(kāi)討論，探討空芯光纖傳輸?shù)募夹g(shù)可行性。總體看，標(biāo)準(zhǔn)化尚處于初始階段。
小結(jié)
空芯光纖具有低衰減、低時(shí)延、寬波段、低非線性等優(yōu)良特性，對(duì)于智能時(shí)代的智算互聯(lián)有著潛在應(yīng)用價(jià)值。然而，從技術(shù)驗(yàn)證到規(guī)�；逃�，仍有很長(zhǎng)一段路要走。
