電子發(fā)燒友網報道(文/李彎彎)3月24日,中國信科集團宣布,其光通信技術和網絡全國重點實驗室聯合鵬城實驗室、烽火藤倉光纖科技有限公司,成功實現2.5Pb/s24芯光纖超大容量實時光傳輸,再次刷新光通信世界紀錄。這一突破,標志著中國在“超大容量、超高速率、超長距離”光傳輸方向邁出關鍵一步,為未來數字經濟發(fā)展筑牢光通信基礎。
2.5Pb/s 24芯光纖:每秒能傳輸約29萬GB數據
光纖作為通信行業(yè)廣泛應用的傳輸介質,由芯層、包層和涂覆層構成。其工作原理是發(fā)射器將電脈沖信號轉為光波傳輸,接收時光檢測器再將光波轉回電脈沖。與傳統金屬導體信息傳輸方式相比,光纖通信速度更快、帶寬更大,且不受電磁及頻道干擾,傳輸距離遠,對中繼器需求少,消耗能量也小,是制作光纜、承擔通信網絡傳輸任務的主要材料。
多芯光纖(MCF)是在共同包層區(qū)包含多個獨立纖芯的新型光纖,借助空分復用技術實現多信號獨立傳輸。其典型結構采用摻氟包層折射率剖面或微結構設計,能提升傳輸容量、降低纖芯間串擾,纖芯數量通常在4至37個,纖芯間串擾典型值低于?50dB/km。2025年研發(fā)的微結構光纖采用全硅材料,纖芯與包層折射率差提升兩個量級,無需摻雜即可延長使用壽命。
此次實驗在10.3公里的24芯單模光纖中,完成覆蓋S + C + L三波段的2.5Pb/s實時雙向傳輸,總光譜帶寬達19.65太赫茲(THz)。通過262個波長信道與24個纖芯信道聯合復用,構建6288個并行傳輸通道,驗證了超大規(guī)??臻g—波長聯合擴展的技術可行性。
“2.5 Pb/s”意味著每秒能傳輸約29萬GB(1Pb = 116415GB)數據,1秒鐘可下載超過1.4萬部20GB的4K高清電影,即使是AI大模型訓練的海量數據,也能瞬間完成交互?!?4芯”指一根光纜內有24根獨立纖芯,此次實驗用的24芯單模光纖,每根纖芯都是獨立傳輸通道,如同將單車道公路擴建為24條并行的“信息高速公路”。傳統光纖通信主要用C波段和L波段,此次實驗同時啟用S、C、L三個傳輸波段,就像給公路加了兩層高架,讓數據“多車道、多線路”并行飛奔。
本次實驗系統利用中國信科自研的S/C/L一體化400G光模塊,實現可承載實際業(yè)務的實時無誤碼傳輸,這標志著該關鍵技術離實際應用僅一步之遙。相關技術成果將在數據中心互聯、骨干光傳輸網、超高速光網絡等場景落地,為數字經濟發(fā)展提供高速、穩(wěn)定、大容量的光通信基礎支撐。
隨著人工智能、大模型計算及數據中心規(guī)?;l(fā)展,網絡流量呈爆發(fā)式增長,傳統單模光纖傳輸系統逐步逼近容量極限,亟需全新技術路徑突破瓶頸??辗謴陀门cS + C + L多波段傳輸技術被公認為下一代超大容量光通信的核心發(fā)展方向。
此次實驗系統采用中國信科自研的S/C/L波段一體化400G相干光模塊,基于64GBaud PDM - 16QAM技術完成實時傳輸,大幅提升全波段光傳輸的工程實現性,為未來實際網絡部署提供可參考的技術路徑。同時,通過優(yōu)化芯間分配機制,有效抑制芯間串擾,使24芯光纖在無需復雜MIMO均衡處理的情況下實現穩(wěn)定運行,顯著降低系統復雜度與部署成本,為多芯光纖的商業(yè)化應用鋪平道路。
多芯光纖從實驗室到產業(yè)化進程加速
在多芯光纖成果方面,眾多企業(yè)表現突出??祵幵诒緦妹绹饫w通訊博覽會及研討會(OFC2026)上,展出搭載PRIZM?插芯的MMC連接器和多芯光纖解決方案。該方案集成光纖、電纜和連接,在保持原有包覆半徑和面積的同時提升光纖容量數倍,實際部署中電纜質量可減少多達70%,連接器數量減少最多75%,安裝時間縮短多達60%,MMC連接器還降低了插接力、簡化安裝流程、降低人為操作失誤風險。
長飛光纖展示基于多芯光纖高密度互聯的OIO解決方案及與陣列光源的精密耦合。2025年,長飛在粵港澳大灣區(qū)成功鋪設全球首條七芯光纖海底光纜并商用,創(chuàng)下單纖傳輸容量52.3 Pbit/s的世界紀錄,還具備成熟的七芯光纖及配套扇入扇出模塊的完整通信系統解決方案,插入損耗低、幾何一致性好。
當前,人工智能驅動全球產業(yè)開啟新一輪技術革命,對算力、運力和存力提出高質量需求,光通信網絡是“運力”的核心載體。長飛光纖構建以AI新型光纖為核心、面向智算基礎設施的“三超(超大容量、超低時延和超低損耗)”全光網絡解決方案。在骨干網與城域網層面,通過G.654.E光纖提升傳輸距離與系統容量;面向數據中心內部需求,以高端多模光纖與超高速光模塊協同實現短距離數據高效傳輸;面對算力規(guī)模與光纖容量壓力,開展多芯光纖研發(fā)與應用提升承載能力;在空芯光纖方面,率先推動其走向實際網絡應用,助力運營商完成首條商用線路開通并推動規(guī)模商用。
亨通光電自主研發(fā)的四芯光纖在低串擾、低損耗、大有效面積三大核心指標上協同超越,達行業(yè)頂尖水平。2025年,亨通光電與中國移動合作在青島落地全球首條“S + C + L三波段”超低損耗多芯光纖項目,用于智算中心間高速互聯,使單纖傳輸容量提升五倍以上。在海洋光纖領域,其海洋通信用超低損耗光纖系列產品豐富,高可靠G.654.D海洋光纖衰減水平達國際先進、國內領先水平,刷新無中繼傳輸紀錄;超低損耗多芯光纖實現雙芯、四芯結構,兼具多種特性,四芯產品已通過權威海試認證;抗彎曲低損耗BL光纖適用場景覆蓋全頻譜需求。2025年,公司成功研發(fā)165μm細徑超抗彎系列光纖,具備優(yōu)異特性。
烽火通信早在2023年就基于19芯光纖實現3.61Pbit/s的傳輸容量,目前已具備從4芯到24芯的全系列多芯光纖產品能力,并參與24芯光纖刷新世界紀錄的項目。
隨著AI、大模型計算及數據中心規(guī)模化發(fā)展,網絡流量爆發(fā)式增長,傳統單模光纖傳輸系統逼近容量極限,多芯光纖作為全新技術路徑,受到全球光通信行業(yè)廣泛關注。除國內頭部企業(yè)外,普瑞斯曼、STL等國際廠商也在多芯光纖市場占據重要份額。普瑞斯曼推出16芯超薄光纖,比前代產品薄27%,專為空間受限場景設計;STL與Colt Technologies合作進行多芯光纖試點,在倫敦城域網絡內連接兩個Colt接入點,覆蓋不同距離。
寫在最后
STL首席執(zhí)行官Rahul Puri日前在接受采訪時表示,多芯光纖技術“被大規(guī)模采用還需要一段時間”,但光通信行業(yè)的進展速度比過去快得多。STL電信部門的首席技術官Badri Gomatam補充說:“傳統上這可能需要十年時間,但我覺得今年是多芯光纖的一年。”可見,多芯光纖從實驗室走向產業(yè)化的步伐正在加快,雖然大規(guī)模應用尚需時日,但行業(yè)對其發(fā)展充滿信心。
未來,多芯光纖有望在更多領域發(fā)揮重要作用,為全球通信和數字化發(fā)展提供更強大的支撐,推動各行業(yè)在數據傳輸和處理能力上實現質的飛躍,進一步促進人工智能、大數據等新興技術的廣泛應用和深入發(fā)展。
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