近日，全球光纤光缆行业的顶级盛会——2024年世界光纤光缆大会期间，中国移动集团首席专家、中国移动研究院基础网络技术研究所所长李晗介绍了超高速时代新型光纤的发展，以及中国移动对于新型光纤的技术主张和倡议。
倡议研究推进超宽谱光纤标准制定
李晗表示，在东数西算等算力网络新业态的驱动下,光网络已迎来以C6T+L6T 400G超宽谱传输为标志的重大技术变革。2024年中国移动已完成国家“东数西算”八大枢纽400G互连建网工程,开启400G商用元年。
为满足高速时代的光传输需求，G.654.E光纤将广泛应用于八大枢纽节点间高速直连，京津冀、长三角、大湾区等枢纽内和热点数据中心间高速互联。
目前，G.654.E光纤已经在中国移动规模部署和快速增长。光缆的种类从早期混缆转变为纯缆部署，发挥G.654.E技术价值；管道建设方面，长期保持与G.652.D混管道建设，提高管道利用率；部署趋势方面，2023年采购较2022年增长近270%，将进一步保持较快增长，建设比重占骨干光缆比重逐渐提升。
李晗指出，由于G.654.E标准制定早，未考虑超宽谱应用需求，面向400G够用，到了下一代1.6T，在传输距离、传输容量、传输介质三大方面均面临巨大技术挑战,超低损耗大有效模场面积光纤仍需面向超宽谱系统开展技术演进。
李晗表示，对于下一代超级损耗大有效模场面积光纤的探索，除了提高入纤功率、降低非线性、降低损耗等维度，还要将超宽光谱作为设计基石，这也是中国移动的技术主张。
因此，中国移动倡议成立超宽谱光纤技术推进小组，研究推进超宽谱光纤标准制定G.65X。讨论超低损耗大有效面积光纤截止波长的科学极限在哪儿？具备量产能力的截止波长工艺改良范围到哪儿？面向长距离超宽谱应用场景截止波长定义是否应该调整？
值得一提的是，李晗强调，如果频谱进一步向超24THz扩展，实芯光纤存在根本原理问题，预计需采用超低损耗超宽可用频谱反谐振空芯光纤作为传输媒介。
空芯光纤有望突破时延和容量极限
“空芯光纤是颠覆性光纤介质。”李晗介绍，空芯光纤具备超大可用频谱带宽和相比于实芯单模光纤低3个数量级的非线性效应,SRS可忽略不计,因此单通道性能与多波长性能间基本不存在差异,具备快速扩展新波段并大幅提高入纤功率从而提升传输性能的潜力。
据了解，中国移动联合领纤科技、暨南大学采用四单元截断型双层嵌套结构，在国内首次突破0.14dB/km实芯光纤理论损耗极限，实际达到低于0.1dB/km的超低传输损耗，高阶模抑制比提升2.6万倍，达到国际领先水平。
与此同时，中国移动联合长飞、领纤科技、特发信息等合作伙伴，验证了反谐振空芯光纤在真实工程环境中受牵拉、挤压、水汽、户外熔接等多种条件影响下的性能，空芯-空芯熔接损耗～0.05dB，空芯-实芯连接小于0.3dB，最低全链路损耗达0.599dB/km，达国际第一阵营水平。并完成了20km 128Tb/s同频同时全双工现网传输验证。
李晗表示，目前，空芯光纤降损军备竞赛接近尾声，已经可以实现＜0.1dB/km，五花八门的反谐振空芯光纤结构应该实现归一与标准化，为大规模工业生产铺平道路。下一阶段的主战场是工程问题，这是制约空芯光纤大规模应用的瓶颈。
具体来看，目前单次拉丝长度约10km，远低于实芯光纤，成本高；制备气体和管材导致的水封问题；拉制后的光纤内气压约0.2Bar，小于常压，容易吸外界气/液，而L波段存在CO₂吸收，另外光纤内不均匀气压也会导致OTDR失效；暂时无法使用工程快速熔接机。
另外，空芯光纤仍需要在细节上进一步实现突破。李晗介绍，空芯光纤本征PMD和铺设后PMD均偏高，需要进一步优化至0.2ps/km0.5以下；熔接点强度过低，对外界加固手段要求高且敏感，需要快速提升熔接点强度。
李晗指出，数据中心内光互联场景长度短、无需接续，有望成为空芯光纤率先进行应用的场景。同时，跨服务器Pipeline (PP)并行算效对时延非常敏感，采用空芯光纤所获得的时延优势等效于节约GPU和提高算效，所获得的性能收益完全可以覆盖空芯光纤+传输系统的成本。
同时，在850nm波段，基于空芯光纤的VCSEL技术有望实现>2km单lane200G信号传输,满足智算中心网络跨机楼互连需求,有力拓宽VCSEL技术路线应用场景,但在VCSEL单模特性、空芯光纤设计和耦合方面仍有技术挑战待解决。
李晗表示，短距条件下，对光纤损耗要求可放宽，部署环境相对骨干网不严苛，不过需要加强宏弯、微弯和耦合等方面的性能。因此将空芯光纤率先应用于数据中心场景，可以在相对简单的条件下，迭代解决密封问题、连接问题等，更有利于产业的发展。
