推动智算时代传输介质的颠覆性创新

科创生活 2025-10-27 财富自由人 7576

数字经济的澎湃浪潮与AI大模型的爆发，对算力网络提出“超高速、大容量、低时延”的刚性需求。传统光纤在跨数据中心分布式训练、实时参数同步等场景中面临容量与时延瓶颈，空芯光纤凭借“空气导光”颠覆石英传输机制，成为突破香农极限的关键路径，其传输速度提升约41%的物理优势，为算力网络提供了全新底层支撑，一场光通信领域的底座革命正悄然展开。

技术突破，低损耗光纤打破传统瓶颈

中国信科旗下烽火通信在空芯光纤领域持续创新，自主研发的四管双嵌套式空芯光纤，通过优化嵌套结构设计，兼顾高机械强度与抗弯曲特性，可适应复杂部署环境。该光纤在1550nm核心通信波段实现衰减≤0.2dB/km，不仅突破传统光纤传输极限，满足现网应用条件，更凭借近真空光速与超低损耗特性，为超高速、长距离通信开辟新路径，显著降低骨干网与海底光缆的传输能耗。

烽火通信研制的空芯光纤

中间体和光纤端面结构示意图

工程化攻坚，探索产业化“卡脖子”问题

针对空芯光纤工程化应用的核心挑战，烽火通信不断攻坚，以系统性方案破解技术障碍。

● 水汽浸入问题

在地下管网等场景中，空芯光纤断裂导致的水汽浸入会严重威胁其性能的稳定性。通过仿真建模与实验验证，采用“防潮涂层+结构密封”双防护机制，将浸水导致的衰减增量控制在工程可接受范围，可延长光纤寿命30%以上。

空芯光纤水浸入深度的演化规律

以及浸水对光纤衰减的影响

●  CO₂气体吸收峰抑制

现网试点中发现，C+L波段CO₂吸收峰可能干扰波分复用系统稳定性。通过气体成分优化与封装工艺改进，将吸收峰损耗波动降低至工程可容忍阈值，为超宽波段（S+C+L）稳定传输奠定基础。

空芯光纤CO2气体吸收峰优化实验

●  空芯光纤OPGW光缆及雷击实验研究

光纤复合架空地线（OPGW）作为兼具电力传输与光通信功能的战略基础设施，其偏振稳定性成为制约系统可靠性的关键瓶颈，而实芯光纤的抗电磁干扰能力较弱，在雷击时会诱发偏振态复合扰动，导致偏振复用系统误码率呈指数级上升。

通过特殊的空芯光纤光缆结构仿真、设计与雷击实验平台搭建验证，将偏振态旋转速度（RSOP）波动范围稳定在0.1~0.2krad/p，较G.652.D光纤（1-15krad/s）降低2个数量级，为OPGW光缆选型提供了量化依据，更为反谐振空芯光纤替代传统OPGW光缆中的实芯光纤提供了可行性，尤其为雷电多发区域的电力通信网络提供参考。

OPGW光缆结构设计和雷击实验

产业协同，构建空芯光纤技术生态

作为“湖北省新一代信息通信产业技术创新联合体”牵头单位，烽火通信联合华中科大、武汉大学等十家机构，聚焦光子晶体拓扑优化等底层技术攻关，推动空芯光纤国家标准制定，抢占产业发展制高点。此外，烽火通信当前在匈牙利及泰国的光纤光缆制造基地相继投产，填补了欧洲及东南亚高端光通信制造市场的空白，并同步研发硫系光子芯片等下一代技术，挑战0.01dB/km理论极限，持续巩固技术领先优势。

未来规划，全链条推进产业生态构建

烽火通信将通过“三步走”路径加速技术落地。一方面持续优化光纤拉制、成缆及熔接工艺，向衰减<0.1dB/km的目标发起冲击，推动技术迭代；另一方面联合产业链完善分布式监测系统，建立全生命周期运维标准，实现生态协同；同时从数据中心短距互联向骨干网、海底光缆长距场景拓展，并探索光纤与加密通信等融合创新，以延伸应用场景。

展望未来，空芯光纤有望在加密通信、6G网络等领域重塑全球技术格局。烽火通信将持续攻坚空芯光纤关键技术，助力我国光通信产业在国际赛道上持续领跑。

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Tags: 推动 智算 时代 传输 介质