中國移動李晗：倡議超寬譜光纖標準制定，空芯光纖將在數據中心率先應用

10月16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，中國移動集團首席專家、中國移動研究院基礎網絡技術研究所所長李晗介紹了超高速時代新型光纖的發(fā)展，以及中國移動對于新型光纖的技術主張和倡議。

倡議研究推進超寬譜光纖標準制定

李晗表示，在東數西算等算力網絡新業(yè)態(tài)的驅動下,光網絡已迎來以C6T+L6T 400G超寬譜傳輸為標志的重大技術變革。2024年中國移動已完成國家“東數西算”八大樞紐400G互連建網工程,開啟400G商用元年。

為滿足高速時代的光傳輸需求，G.654.E光纖將廣泛應用于八大樞紐節(jié)點間高速直連，京津冀、長三角、大灣區(qū)等樞紐內和熱點數據中心間高速互聯。

目前，G.654.E光纖已經在中國移動規(guī)模部署和快速增長。光纜的種類從早期混纜轉變?yōu)榧兝|部署，發(fā)揮G.654.E技術價值；管道建設方面，長期保持與G.652.D混管道建設，提高管道利用率；部署趨勢方面，2023年采購較2022年增長近270%，將進一步保持較快增長，建設比重占骨干光纜比重逐漸提升。

李晗指出，由于G.654.E標準制定早，未考慮超寬譜應用需求，面向400G夠用，到了下一代1.6T，在傳輸距離、傳輸容量、傳輸介質三大方面均面臨巨大技術挑戰(zhàn),超低損耗大有效模場面積光纖仍需面向超寬譜系統(tǒng)開展技術演進。

李晗表示，對于下一代超級損耗大有效模場面積光纖的探索，除了提高入纖功率、降低非線性、降低損耗等維度，還要將超寬光譜作為設計基石，這也是中國移動的技術主張。

因此，中國移動倡議成立超寬譜光纖技術推進小組，研究推進超寬譜光纖標準制定G.65X。討論超低損耗大有效面積光纖截止波長的科學極限在哪兒？具備量產能力的截止波長工藝改良范圍到哪兒？面向長距離超寬譜應用場景截止波長定義是否應該調整？

值得一提的是，李晗強調，如果頻譜進一步向超24THz擴展，實芯光纖存在根本原理問題，預計需采用超低損耗超寬可用頻譜反諧振空芯光纖作為傳輸媒介。

空芯光纖有望突破時延和容量極限

“空芯光纖是顛覆性光纖介質。”李晗介紹，空芯光纖具備超大可用頻譜帶寬和相比于實芯單模光纖低3個數量級的非線性效應,SRS可忽略不計,因此單通道性能與多波長性能間基本不存在差異,具備快速擴展新波段并大幅提高入纖功率從而提升傳輸性能的潛力。

據了解，中國移動聯合領纖科技、暨南大學采用四單元截斷型雙層嵌套結構，在國內首次突破0.14dB/km實芯光纖理論損耗極限，實際達到低于0.1dB/km的超低傳輸損耗，高階模抑制比提升2.6萬倍，達到國際領先水平。

與此同時，中國移動聯合長飛、領纖科技、特發(fā)信息等合作伙伴，驗證了反諧振空芯光纖在真實工程環(huán)境中受牽拉、擠壓、水汽、戶外熔接等多種條件影響下的性能，空芯-空芯熔接損耗～0.05dB，空芯-實芯連接小于0.3dB，最低全鏈路損耗達0.599dB/km，達國際第一陣營水平。并完成了20km 128Tb/s同頻同時全雙工現網傳輸驗證。

李晗表示，目前，空芯光纖降損軍備競賽接近尾聲，已經可以實現＜0.1dB/km，五花八門的反諧振空芯光纖結構應該實現歸一與標準化，為大規(guī)模工業(yè)生產鋪平道路。下一階段的主戰(zhàn)場是工程問題，這是制約空芯光纖大規(guī)模應用的瓶頸。

具體來看，目前單次拉絲長度約10km，遠低于實芯光纖，成本高；制備氣體和管材導致的水封問題；拉制后的光纖內氣壓約0.2Bar，小于常壓，容易吸外界氣/液，而L波段存在CO₂吸收，另外光纖內不均勻氣壓也會導致OTDR失效；暫時無法使用工程快速熔接機。

另外，空芯光纖仍需要在細節(jié)上進一步實現突破。李晗介紹，空芯光纖本征PMD和鋪設后PMD均偏高，需要進一步優(yōu)化至0.2ps/km^0.5以下；熔接點強度過低，對外界加固手段要求高且敏感，需要快速提升熔接點強度。

李晗指出，數據中心內光互聯場景長度短、無需接續(xù)，有望成為空芯光纖率先進行應用的場景。同時，跨服務器Pipeline (PP)并行算效對時延非常敏感，采用空芯光纖所獲得的時延優(yōu)勢等效于節(jié)約GPU和提高算效，所獲得的性能收益完全可以覆蓋空芯光纖+傳輸系統(tǒng)的成本。

同時，在850nm波段，基于空芯光纖的VCSEL技術有望實現>2km單lane200G信號傳輸,滿足智算中心網絡跨機樓互連需求,有力拓寬VCSEL技術路線應用場景,但在VCSEL單模特性、空芯光纖設計和耦合方面仍有技術挑戰(zhàn)待解決。

李晗表示，短距條件下，對光纖損耗要求可放寬，部署環(huán)境相對骨干網不嚴苛，不過需要加強宏彎、微彎和耦合等方面的性能。因此將空芯光纖率先應用于數據中心場景，可以在相對簡單的條件下，迭代解決密封問題、連接問題等，更有利于產業(yè)的發(fā)展。

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