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，中国电信研究院院长张成良表示，以人工智能为代表的新兴业务对流量的需求高速增长，要求超大容量的光传输系统。
为此，需要通过多维度实现容量的提升，包括采用扩展波段技术，在保证传输性能的情况下，不断增加单纤传输容量；采用新型光纤，在物理层面降低时延、损耗、非线性或提升传输通道数，目前多芯光纤、空芯光纤正逐渐走向商用。
S波段将是下一代多波段系统扩展方向
波段扩展技术可以在保持传输性能的前提下,有效扩展系统传输容量。张成良表示，随着流量的提升，面向海量数据的大带宽互联，多波段系统向着全波段（O、E、S、C、L、U）持续扩展，已有相关实践验证全波段扩展的可行性，但需解决多波段器件、系统优化、产业成熟度等各类问题。
当前，国内运营商正在现网积极推进超长距400G扩展C+L波段传输系统的商用进程。与此同时，扩展C+L波段仍有发展空间，比如实现扩展C+L的一体化，支持扩展C+L全波段的光波长调度，但需要权衡一体化的成本和优势。
张成良指出，扩展C+L之后,最有希望应用的波段是S波段，配合800G、1.2T或1.6T，实现更大的容量，不过系统方案选择与性能优化仍是挑战，例如S波段的SRS效应加剧，需进行深度的功率优化等等。与此同时，目前S波段的OTU、光放大器、WSS等关键器件也在不断发展中。
据了解，中国电信完成S+C+L多波段大容量传输实验，最高实时单波速率1.2Tbit/s，单根光纤单个方向容量超120Tbit/s。同时，结合S/C/L三波段光纤损耗和功率转移特性，提出通过符号速率、通道间隔、调制码型的自适应匹配，最大化系统吞吐量。此外，采用业内先进的光电合封技术，单波信号波特率超130GBd，比特速率达到1.2Tbit/s，大量节省光电组件的数量。
空芯光纤是传输介质的潜在颠覆性创新
光纤作为光网络基础设施的核心组成部分，扮演着至关重要的角色。光网络向更高速率升级演进的同时，也需要并行推进新型光纤的发展。从传输介质出发，引入空分复用、多波段传输等能力，优化损耗、非线性损伤，增强传输性能。
张成良介绍，目前有两种新型光纤可从多维度提升传输能力。多芯光纤可实现一根光纤多路传输，降低空间体积、增加单纤容量。空芯光纤具备低损耗、低非线性、低时延、低回损、大带宽等特性，可增加传输距离、容量，降低时延。
对于多芯光纤也有两种方案，强耦合多芯光纤需要改进DSP MIMO算法处理芯间串扰，而弱耦合多芯光纤更贴近现有传输系统，从与现有系统兼容、光纤产能以及成品率等角度来看，逐渐收敛至涂覆层直径与单模光纤相同，国内外大多数光纤厂商基本具备多芯光纤制备能力。
从试点情况来看，多芯光纤系统的传输容量倍增效应显著，不过需要解决工程接续带来的损耗挑战，短距互联前景更大。张成良介绍，中国电信联合长飞使用多芯光纤代替单模光纤实现400G DR4信号承载，验证了一根多芯光纤代替多根单模光纤实现数据中心短距互联的可行性。
反谐振空芯光纤以空气为传输介质，采用特殊设计的包层结构将能量限制在空气中传输，极大地降低了光纤材料特性对其性能的影响，可从根本上避免传统石英玻璃光纤的本征限制问题。
张成良表示，空芯光纤损耗的最小极限低至0.1dB/km以下，理论上可支持全波段传输。另外还具备低非线性、低时延、低背向散射、低色散和高色散平坦度，是传输介质的潜在颠覆性创新。
基于国内制造业优势和企业大力投入，空芯光纤性能选代速度极快，国内运营商今年开启空芯光缆部署。中国电信完成全球首个单波1.2Tbit/s、单向超100Tbit/s、传输距离达20km的空芯光纤光缆传输系统现网示范工程。张成良表示，中国电信将丰富空芯光纤光缆链路试点，对金融业务、数据中心互联承载业务进行验证。
试点过程中，中国电信积累了丰富的部署经验。通过多种方案结合有效规避空芯光缆部署过程中光纤进水风险，如光缆端头采用阻水胶和双层塑料帽隔绝大气、利用带旋转头网套进行布缆减少端帽磨损、熔接点使用炮筒式防水接头盒；部署过程中几乎没有引起额外损耗；可使用商用熔接机熔接，但熔接时间长需改善以适配后期运维，SMF与HCF的连接器可放置在盘纤盒中，无需对盘纤盒/ODF架改造。
当然，空芯走向实际应用还需解决多项工程问题，例如提升光纤、光缆制备工艺，降低光缆损耗、成本，提升批量供货能力；光纤参数测试方案、系统传输能力、标准化工作亟需进一步研究；结合国内实际现网情况，针对性改善部署运维技术，争取早日进行商用。
