中國電信張成良：空芯光纖是傳輸介質(zhì)的潛在顛覆性創(chuàng)新

10月14日消息（水易）近日，全球光纖光纜行業(yè)的頂級盛會——2024年世界光纖光纜大會期間，中國電信研究院院長張成良表示，以人工智能為代表的新興業(yè)務(wù)對流量的需求高速增長，要求超大容量的光傳輸系統(tǒng)。

為此，需要通過多維度實現(xiàn)容量的提升，包括采用擴展波段技術(shù)，在保證傳輸性能的情況下，不斷增加單纖傳輸容量；采用新型光纖，在物理層面降低時延、損耗、非線性或提升傳輸通道數(shù)，目前多芯光纖、空芯光纖正逐漸走向商用。

S波段將是下一代多波段系統(tǒng)擴展方向

波段擴展技術(shù)可以在保持傳輸性能的前提下,有效擴展系統(tǒng)傳輸容量。張成良表示，隨著流量的提升，面向海量數(shù)據(jù)的大帶寬互聯(lián)，多波段系統(tǒng)向著全波段（O、E、S、C、L、U）持續(xù)擴展，已有相關(guān)實踐驗證全波段擴展的可行性，但需解決多波段器件、系統(tǒng)優(yōu)化、產(chǎn)業(yè)成熟度等各類問題。

當(dāng)前，國內(nèi)運營商正在現(xiàn)網(wǎng)積極推進(jìn)超長距400G擴展C+L波段傳輸系統(tǒng)的商用進(jìn)程。與此同時，擴展C+L波段仍有發(fā)展空間，比如實現(xiàn)擴展C+L的一體化，支持?jǐn)U展C+L全波段的光波長調(diào)度，但需要權(quán)衡一體化的成本和優(yōu)勢。

張成良指出，擴展C+L之后,最有希望應(yīng)用的波段是S波段，配合800G、1.2T或1.6T，實現(xiàn)更大的容量，不過系統(tǒng)方案選擇與性能優(yōu)化仍是挑戰(zhàn)，例如S波段的SRS效應(yīng)加劇，需進(jìn)行深度的功率優(yōu)化等等。與此同時，目前S波段的OTU、光放大器、WSS等關(guān)鍵器件也在不斷發(fā)展中。

據(jù)了解，中國電信完成S+C+L多波段大容量傳輸實驗，最高實時單波速率1.2Tbit/s，單根光纖單個方向容量超120Tbit/s。同時，結(jié)合S/C/L三波段光纖損耗和功率轉(zhuǎn)移特性，提出通過符號速率、通道間隔、調(diào)制碼型的自適應(yīng)匹配，最大化系統(tǒng)吞吐量。此外，采用業(yè)內(nèi)先進(jìn)的光電合封技術(shù)，單波信號波特率超130GBd，比特速率達(dá)到1.2Tbit/s，大量節(jié)省光電組件的數(shù)量。

空芯光纖是傳輸介質(zhì)的潛在顛覆性創(chuàng)新

光纖作為光網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的核心組成部分，扮演著至關(guān)重要的角色。光網(wǎng)絡(luò)向更高速率升級演進(jìn)的同時，也需要并行推進(jìn)新型光纖的發(fā)展。從傳輸介質(zhì)出發(fā)，引入空分復(fù)用、多波段傳輸?shù)饶芰?，?yōu)化損耗、非線性損傷，增強傳輸性能。

張成良介紹，目前有兩種新型光纖可從多維度提升傳輸能力。多芯光纖可實現(xiàn)一根光纖多路傳輸，降低空間體積、增加單纖容量?？招竟饫w具備低損耗、低非線性、低時延、低回?fù)p、大帶寬等特性，可增加傳輸距離、容量，降低時延。

對于多芯光纖也有兩種方案，強耦合多芯光纖需要改進(jìn)DSP MIMO算法處理芯間串?dāng)_，而弱耦合多芯光纖更貼近現(xiàn)有傳輸系統(tǒng)，從與現(xiàn)有系統(tǒng)兼容、光纖產(chǎn)能以及成品率等角度來看，逐漸收斂至涂覆層直徑與單模光纖相同，國內(nèi)外大多數(shù)光纖廠商基本具備多芯光纖制備能力。

從試點情況來看，多芯光纖系統(tǒng)的傳輸容量倍增效應(yīng)顯著，不過需要解決工程接續(xù)帶來的損耗挑戰(zhàn)，短距互聯(lián)前景更大。張成良介紹，中國電信聯(lián)合長飛使用多芯光纖代替單模光纖實現(xiàn)400G DR4信號承載，驗證了一根多芯光纖代替多根單模光纖實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心短距互聯(lián)的可行性。

反諧振空芯光纖以空氣為傳輸介質(zhì)，采用特殊設(shè)計的包層結(jié)構(gòu)將能量限制在空氣中傳輸，極大地降低了光纖材料特性對其性能的影響，可從根本上避免傳統(tǒng)石英玻璃光纖的本征限制問題。

張成良表示，空芯光纖損耗的最小極限低至0.1dB/km以下，理論上可支持全波段傳輸。另外還具備低非線性、低時延、低背向散色、低色散和高色散平坦度，是傳輸介質(zhì)的潛在顛覆性創(chuàng)新。

基于國內(nèi)制造業(yè)優(yōu)勢和企業(yè)大力投入，空芯光纖性能選代速度極快，國內(nèi)運營商今年開啟空芯光纜部署。中國電信完成全球首個單波1.2Tbit/s、單向超100Tbit/s、傳輸距離達(dá)20km的空芯光纖光纜傳輸系統(tǒng)現(xiàn)網(wǎng)示范工程。張成良表示，中國電信將豐富空芯光纖光纜鏈路試點，對金融業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)中心互聯(lián)承載業(yè)務(wù)進(jìn)行驗證。

試點過程中，中國電信積累了豐富的部署經(jīng)驗。通過多種方案結(jié)合有效規(guī)避空芯光纜部署過程中光纖進(jìn)水風(fēng)險，如光纜端頭采用阻水膠和雙層塑料帽隔絕大氣、利用帶旋轉(zhuǎn)頭網(wǎng)套進(jìn)行布纜減少端帽磨損、熔接點使用炮筒式防水接頭盒；部署過程中幾乎沒有引起額外損耗；可使用商用熔接機熔接，但熔接時間長需改善以適配后期運維，SMF與HCF的連接器可放置在盤纖盒中，無需對盤纖盒/ODF架改造。

當(dāng)然，空芯走向?qū)嶋H應(yīng)用還需解決多項工程問題，例如提升光纖、光纜制備工藝，降低光纜損耗、成本，提升批量供貨能力；光纖參數(shù)測試方案、系統(tǒng)傳輸能力、標(biāo)準(zhǔn)化工作亟需進(jìn)一步研究；結(jié)合國內(nèi)實際現(xiàn)網(wǎng)情況，針對性改善部署運維技術(shù)，爭取早日進(jìn)行商用。

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