一场由中国企业主导的光通信现网试验,为 AI 时代的数据传输瓶颈提供了新的解题思路。
长飞光纤、中国电信与光设备制造商德科立于 6 月 16 日联合宣布,成功完成全球首次空心光纤波分复用现网试验。在一条长达 206.5 公里的无中继链路上,三方实现了 51.3 Tb/s 的总传输容量,单波长速率达到 1.2 Tb/s。这一成绩被合作方称为无中继波分复用系统在容量-距离乘积上的新世界纪录。
此次试验最引人注目的技术突破在于,整个链路仅依靠常规的掺铒光纤放大器进行信号放大,并未使用传统超长距无中继系统中常见的远程泵浦放大器。这意味着系统在简化部署的同时,依然将单波长 1.2 Tb/s 的高速信号推送至超过 200 公里之外,而无需中途进行信号再生。
空心光纤被视为下一代光传输介质的核心候选者。与传统光纤依赖实心玻璃纤芯导光不同,空心光纤通过空气通道引导光信号。这一结构差异带来了两个关键优势:光在空气中的传播速度比在玻璃中快约 1.5 倍,直接降低了时延;空气纤芯还规避了石英玻璃中固有的非线性失真与色散问题。长飞光纤此前曾表示,其空心光纤技术相比传统实心光纤可实现 31% 的时延降低、47% 的传输速度提升,以及近乎为零的光学非线性效应。
不过,空心光纤长期面临衰减较高的短板,商用产品的损耗一直高于成熟的石英光纤,限制了无中继传输距离。此次试验将无中继距离推至 200 公里以上,表明这一瓶颈正在被逐步攻克。
合作方通过系统与硬件两个层面的创新实现了这一突破。在系统层面,团队采用自研的逐波长速率与功率优化分配方案,不再对所有波长使用统一的数据速率和功率,而是根据链路条件对每个通道进行自适应调整,实现多速率、多通道间隔与多功率水平的混合传输。这一方法有效降低了空心光纤内部气体吸收峰带来的容量损失——这是空气导光特有的物理现象。
在硬件层面,研究人员构建了一种基于级联双增益单元架构与多元素掺杂设计的高功率放大器,最大输出功率达到 33.5 dBm,同时在整个工作频带内保持平坦增益。更高且更平坦的放大功率,使得无中继链路得以延伸,而无需依赖团队试图规避的远程泵浦放大器。考虑到在现网光链路上推送如此高的功率存在故障风险,系统还配备了光路功率异常检测、自动联锁关断以及告警联动响应机制,以在设备受损前及时切断故障。
此次试验的产业背景直接指向 AI 基础设施的大规模建设。随着超大规模云服务商竞相部署规模越来越大的 GPU 集群,连接这些集群的网络——无论是数据中心内部互联还是跨设施的长途链路——正迅速成为算力瓶颈。空心光纤的低时延特性允许运营商将数据中心部署在远离昂贵且电力受限的核心枢纽的位置,而不会牺牲速度;其容量余量则有助于承载 AI 训练与推理所产生的海量数据流量。同样的特性也使其对金融交易等时延敏感型工作负载具有吸引力。
这一技术前景已在西方市场吸引了大量资本。微软早在 2022 年通过收购 Lumenisity 布局空心光纤,并于 2025 年 9 月与康宁、贺利氏达成制造协议,以扩大 Azure 云基础设施的产能。亚马逊云科技也开发了自有空心光纤,声称相比标准光纤时延改善 30%,并表示当前供应远不能满足其需求。康宁还与 Meta、Lumen 签订了光纤供货协议,并在英伟达的支持下于北卡罗来纳州扩产。
长飞光纤此次现网试验表明,中国在空心光纤领域正缩小与西方在技术成熟度上的差距。不过,中国在该领域的进展目前仍主要处于正在形成的西方供应链体系之外,未来全球空心光纤产业链或将呈现双轨并行的竞争格局。