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(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈的變革。其中光網(wǎng)絡(luò)向更高速率演進(jìn)勢(shì)在必行，以滿足AI等新興業(yè)務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸需求。光纖作為光網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的核心組成部分，也需要同步推進(jìn)新型光纖的探索，目前業(yè)界對(duì)空芯光纖作為傳輸介質(zhì)的潛在顛覆性創(chuàng)新形成共識(shí)。
微軟作為全球領(lǐng)先的云服務(wù)提供商，對(duì)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(gòu)了空芯光纖解決方案提供商Lumenisity，并在近期宣布計(jì)劃24個(gè)月內(nèi)部署15000公里空芯光纖。
中國(guó)電信研究院傳輸網(wǎng)絡(luò)研究中心總監(jiān)霍曉莉在接受C114專訪時(shí)表示，微軟這一戰(zhàn)略舉措預(yù)示著光通信技術(shù)的一次重大飛躍，具有深遠(yuǎn)的意義。中國(guó)電信也在積極推進(jìn)現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)試驗(yàn)，在第一期10km試點(diǎn)成功的基礎(chǔ)上，近期采購(gòu)95皮長(zhǎng)公里空芯光纖進(jìn)行第二期試點(diǎn)，助力空芯光纖產(chǎn)業(yè)的成熟。
價(jià)值凸顯：將優(yōu)先在時(shí)延敏感場(chǎng)景應(yīng)用
“空芯光纖具有低損耗、低時(shí)延、低色散、低散射、低非線性以及大帶寬等特性，對(duì)于通信系統(tǒng)非常具有吸引力。”霍曉莉表示，相同距離下，時(shí)延可降低約33%，對(duì)金融行業(yè)、數(shù)據(jù)中心雙活等時(shí)延敏感的場(chǎng)景有很大的意義。金融行業(yè)中，時(shí)間就是金錢，空芯光纖的時(shí)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(jī)構(gòu)帶來(lái)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；數(shù)據(jù)中心雙活場(chǎng)景中，低時(shí)延能夠確保數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)同步與備份，提高系統(tǒng)的可靠性和容災(zāi)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(yàn)證低于普通單模光纖3-4個(gè)數(shù)量級(jí)，能夠極大地延長(zhǎng)光信號(hào)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(luò)的建設(shè)和維護(hù)成本。與此同時(shí)，理論上，近千nm的低損耗帶寬窗口具有多波段傳輸?shù)臐摿Γ型蜲-L的超寬普通信，且低非線性也能夠減少多波段對(duì)傳輸系統(tǒng)性能的影響，從報(bào)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(zhǎng)雙向傳輸?shù)膱?chǎng)景，具有減少一半光纖使用量或者進(jìn)一步倍增容量的潛力。
不過(guò)，在霍曉莉看來(lái)，鑒于當(dāng)前空芯光纖存在成本很高、標(biāo)準(zhǔn)缺失、機(jī)械強(qiáng)度和水汽敏感等挑戰(zhàn)，所以很可能優(yōu)先在時(shí)延高度敏感的金融業(yè)務(wù)承載和智算中心短距互聯(lián)等場(chǎng)景中應(yīng)用。
試點(diǎn)驗(yàn)證：性能指標(biāo)與理論預(yù)期相符
光網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，中國(guó)電信一直處于領(lǐng)先地位，已建成一張扁平化、網(wǎng)絡(luò)全光化、運(yùn)營(yíng)智慧化的智能極速全光網(wǎng)絡(luò)：全光網(wǎng)2.0。同時(shí)，中國(guó)電信積極推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，牽頭《基于新型光纖的超寬帶光傳輸系統(tǒng)與應(yīng)用示范》國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目。
基于這一項(xiàng)目，中國(guó)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(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)的第一期。霍曉莉介紹，通過(guò)多種方案結(jié)合，有效規(guī)避部署過(guò)程中光纖進(jìn)水的風(fēng)險(xiǎn)，順利完成了部署，為空芯光纖光纜在我國(guó)現(xiàn)網(wǎng)環(huán)境下的部署提供了技術(shù)參考與指導(dǎo)。整個(gè)鏈路在擴(kuò)展C+L波段衰減系數(shù)在1dB/km以下，并基于單波1.2T設(shè)備，完成了業(yè)界首個(gè)單向超百T的現(xiàn)網(wǎng)傳輸�；诖随溌罚袊�(guó)電信對(duì)時(shí)延和非線性等性能進(jìn)行了驗(yàn)證。相比于單模光纖系統(tǒng)，空芯光纖的鏈路時(shí)延降低33%，和理論預(yù)期相符，同時(shí)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(yīng)也較小，有利于超長(zhǎng)距離、多波段系統(tǒng)傳輸。
“杭州所鋪設(shè)的此段光纜已應(yīng)用了半年時(shí)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(shù)水平快速提升，特別是損耗大幅下降，因此適時(shí)啟動(dòng)了基于空芯光纖試驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)的第二期，也就是此次現(xiàn)網(wǎng)試驗(yàn)項(xiàng)目的采購(gòu)。
值得一提的是，除了在數(shù)據(jù)中心場(chǎng)景，中國(guó)電信還正在針對(duì)時(shí)延敏感的金融業(yè)務(wù)場(chǎng)景進(jìn)行空芯光纖的應(yīng)用試驗(yàn)。
挑戰(zhàn)不少：制備、運(yùn)維、壽命……
目前，中國(guó)電信正在積極推進(jìn)空芯光纖的現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)應(yīng)用，而針對(duì)規(guī)模應(yīng)用，霍曉莉坦言還有很多技術(shù)問(wèn)題需要解決，比如在空芯光纖制備、部署運(yùn)維以及壽命模型估計(jì)方面。
制備方面，空芯光纖的吸收損耗是目前急需解決的問(wèn)題，水蒸汽吸收損耗限制了多波段的應(yīng)用，CO2氣體吸收損耗對(duì)現(xiàn)有波段傳輸具有一定的影響，經(jīng)初步測(cè)試，對(duì)于常用C和L波段中的一些波長(zhǎng)影響較大。另外，空芯光纖的產(chǎn)能是決定其成本的關(guān)鍵因素之一。霍曉莉介紹，從現(xiàn)有的報(bào)道水平來(lái)看，單根預(yù)制棒拉絲距離在15km左右，和現(xiàn)有單模光纖幾千甚至上萬(wàn)公里的拉絲長(zhǎng)度比，尚存較大差距。
部署運(yùn)維方面，需要解決當(dāng)前空芯光纖與空芯光纖熔接時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題。此外，由于空芯光纖中信號(hào)在空氣中傳輸，所以背向散射系數(shù)比單模光纖低~28dB，導(dǎo)致現(xiàn)有OTDR可測(cè)動(dòng)態(tài)范圍變小，且熔接點(diǎn)處存在鼓包及端面反射峰，加上脈沖過(guò)寬導(dǎo)致測(cè)量盲區(qū)大，導(dǎo)致無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量光纖衰減系數(shù)、識(shí)別故障和熔接位置及相應(yīng)損耗�；魰岳虮硎�，為實(shí)現(xiàn)高分辨率、大動(dòng)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(guó)電信正在聯(lián)合高校進(jìn)行攻關(guān)相關(guān)問(wèn)題。
壽命模型評(píng)估方面，由于空芯光纖存在多個(gè)嵌套管，管壁較薄而且通過(guò)空氣進(jìn)行傳輸信號(hào)，與當(dāng)前單模光纖差異較大，壽命評(píng)估模型是否需要變動(dòng)還需進(jìn)一步研究，中國(guó)電信也將與合作伙伴共同進(jìn)行評(píng)估。
標(biāo)準(zhǔn)是關(guān)鍵：推動(dòng)空芯光纖產(chǎn)業(yè)成熟
基于現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)部署經(jīng)驗(yàn)，以及面臨的挑戰(zhàn)，霍曉莉表示中國(guó)電信將從四方面入手，推動(dòng)空芯光纖產(chǎn)業(yè)成熟。
第一，加大力度推動(dòng)基于空芯光纖的多場(chǎng)景驗(yàn)證與試商用，進(jìn)一步發(fā)掘空芯光纖的應(yīng)用價(jià)值，持續(xù)推進(jìn)空芯光纖技術(shù)與制備工藝的發(fā)展和成熟。
第二，研究部署運(yùn)維技術(shù)�？招竟饫w與單模光纖不同，對(duì)熔接環(huán)境、接頭盒的要求以及運(yùn)維的技術(shù)都不相同，同時(shí)現(xiàn)有OTDR也存在一些問(wèn)題，需要推動(dòng)解決部署運(yùn)維設(shè)備存在的問(wèn)題，并形成一套部署運(yùn)維技術(shù)規(guī)范。
第三，面向不同應(yīng)用場(chǎng)景，研究光纖與系統(tǒng)關(guān)鍵器件性能需求，并推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。例如，在長(zhǎng)距離傳輸中，如果有高功率放大器的加持，會(huì)進(jìn)一步延長(zhǎng)系統(tǒng)傳輸距離、減少中繼站使用，不過(guò)目前還沒有適配的高功率放大器，而且使用摻鉺光纖進(jìn)行放大，在C波段短波長(zhǎng)和L波段長(zhǎng)波長(zhǎng)存在輸出功率低的問(wèn)題，需要推動(dòng)相關(guān)廠商投入精力進(jìn)行研究。
第四，推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。目前光纖有很多結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)化十分關(guān)鍵，有助于產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)諗�，加速空芯光纖商用進(jìn)程。
對(duì)于微軟未來(lái)兩年15000公里的規(guī)模部署計(jì)劃，霍曉莉認(rèn)為這對(duì)空芯光纖的發(fā)展傳遞出強(qiáng)烈的正面信號(hào)，成功打破了因成本高昂、技術(shù)成熟度不足等諸多因素造成的空芯光纖距離實(shí)際落地應(yīng)用尚有一段距離的僵局。“不僅是技術(shù)進(jìn)步的體現(xiàn)，也是對(duì)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)需求的前瞻性布局，對(duì)于推動(dòng)新興技術(shù)的快速發(fā)展與廣泛應(yīng)用起到了至關(guān)重要的催化作用，無(wú)疑將加速空芯光纖技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程。” 
