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中国电信研究院、长飞公司联合中兴通讯近日完成全球首个千公里空芯光纤双向实时传输验证，在1007.48公里的空芯光纤链路上实现了扩展C+L波段单波800Gb/s（PCS-16QAM调制）单纤双向传输，总容量达128Tb/s。此次试验创造了全球最长的空芯光纤点到点非环回实时传输距离纪录，并首次完成千公里级空芯光纤单纤双向实时传输。空芯光纤被业界视为下一代光通信骨干网的核心介质，其纤芯为空气而非传统玻璃，可大幅降低传输时延和非线性损伤。在全球数据流量持续爆发、AI算力集群互联对低时延大带宽需求激增的背景下，千公里级实时传输验证标志着空芯光纤从实验室走向规模商用的关键环节取得实质性突破。试验中每跨保留≥3dB的损耗余量、≥3dB的OSNR系统维护余量，为工程化部署预留了充足的设计空间，也为高阶调制格式系统在长距离骨干网中的应用提供了切实可行的技术依据。
【关键数据】
[1] 1007.48公里（空芯光纤双向实时传输距离）
[2] 128Tb/s（扩展C+L波段单纤双向传输总容量）
[3] 800Gb/s（单波传输速率，PCS-16QAM调制）
[4] 0.5dB~4dB（双向传输反射带来的OSNR劣化范围）
[5] ≥3dB（每跨损耗余量及OSNR系统维护余量）
空芯光纤的技术核心在于光在空气中而非玻璃中传播，其理论损耗极限远低于常规单模光纤，且折射率接近1，群速度更快，时延可比常规光纤降低约30%。但空芯光纤长期面临两大工程难题：一是纤芯内残留的CO?、CO气体在扩展C+L波段（约1530nm至1625nm）产生气体线吸收（GLA），形成密集的吸收峰导致特定波长信道性能急剧劣化；二是反射和模间干涉影响双向传输的OSNR表现。本次试验中，三方通过光纤制备工艺优化彻底消除了扩展C+L波段内的GLA问题，构建了全球最长的扩展C+L波段无GLA空芯光纤传输链路。在设备端，团队基于空芯光纤低损耗特性与放大器工作特性的匹配分析，摒弃高功率放大器方案，改用常规输出功率商用放大器，实现单波800G满波传输性能最优；系统端则引入轻量化发端预均衡方案，保障全波段信道性能平稳，并建立端到端反射和模间干涉影响评估模型。验证数据显示，双向传输中反射带来的OSNR劣化为0.5dB至4dB不等，处于系统可接受范围内。试验还模拟了波段掉波极端运维场景，证实该场景下系统无性能劣化。
从竞争格局看，空芯光纤是全球光通信产业竞逐的战略高地。英国南安普顿大学团队率先实现空芯光纤损耗突破，微软于2022年收购空芯光纤初创公司Lumenisity并计划将其部署于伦敦—曼彻斯特等骨干段；长飞公司则在国内率先实现空芯光纤批量制备能力，其空芯光纤损耗指标已进入0.1dB/km量级的国际第一梯队。国内三大运营商均在加速布局：中国移动此前已开展空芯光纤现网试点，中国联通也在多条干线推进相关验证。此次中国电信完成的1007.48公里验证，在传输距离上超过了此前国际上数百公里量级的公开验证纪录。从容量指标看，单波800Gb/s对应128Tb/s总容量，已达到当前商用相干光通信系统的最高等级——800G相干方案目前刚进入商用初期，主要厂商包括华为、中兴通讯、Ciena、诺基亚贝尔，此次试验证明空芯光纤与最新一代800G PCS-16QAM高阶调制系统能够无缝适配，为干线网络向超100T级容量演进提供了路径。
空芯光纤产业链包括上游的石英毛细管与特种气体材料、中游的光纤拉制与成缆、下游的传输设备与系统集成。传统G.652单模光纤已高度成熟，价格降至每公里数十元级别，而空芯光纤目前仍处于小批量阶段，成本高出常规光纤一个数量级以上，其核心瓶颈在于微结构精确控制的拉制工艺良率。长飞公司作为全球最大光纤预制棒及光纤供应商之一，具备从预制棒到光纤的全链条自主生产能力，其在空芯光纤反谐振结构设计上的积累是本次千公里链路得以建成的基础。下游设备方面，本次试验选用常规输出功率商用放大器，意味着空芯光纤系统无需定制高功率器件，可复用现有商用DWDM产业链，这将显著降低系统侧的增量成本。此外，空芯光纤的入纤功率承受能力远高于常规光纤，非线性效应大幅减弱，使得高阶调制格式在长距离下依然可行，每跨≥3dB的余量设计也减少了再生站数量，可望降低骨干网单比特传输能耗与总拥有成本。对运营商而言，光纤空芯化改造可复用现有管道资源，仅需更换光缆与部分光放大设备。
在商业化进展方面，空芯光纤的低时延特性在金融交易、算力互联等场景中具备直接商业价值。光在空气中的传播速度比在玻璃中快约30%，千公里链路可节省约1毫秒的往返时延，对沪深、京沪等金融干线和东数西算枢纽间的AI训练集群同步通信具有实际意义。国内已有落地案例：中国电信此前在粤港澳大湾区开展了空芯光纤现网试点，中国移动在部分省际干线引入空芯光缆段进行混合传输验证；国际上，微软已将空芯光纤用于连接其都柏林和伦敦数据中心的部分链路。本次千公里验证进一步打通了“空芯光纤+800G相干+扩展C+L波段”的完整技术栈，解决了GLA、双向反射、运维掉波三大工程化障碍。按照运营商一般的验证节奏，现网小规模商用通常在关键验证完成后的一至两年内启动，此次试验为空芯光纤在省际骨干网、跨区域算力干线的规模化部署提供了直接的技术依据，相关成果也有望写入后续的光通信标准讨论。
行业动向层面，全球光通信产业正处于从400G向800G、1.6T代际跃迁的窗口期。LightCounting数据显示，2024年全球光传输设备市场规模约170亿美元，其中相干DWDM占比过半，800G相干端口出货量在2025年进入快速爬坡期。空芯光纤若实现规模商用，将重塑骨干网建设模式。国内厂商的集体突破正在改变由康宁、普睿司曼主导的特种光纤格局：长飞、亨通、中天等厂商均已发布空芯光纤产品或研发进展。运营商方面，中国电信明确表示将持续携手产业伙伴深耕空芯光纤技术创新与产业化落地，其在全国重点实验室框架下联合设备商、光纤厂商的三方协同模式，加速了从材料、器件到系统的全链条迭代。对设备商而言，中兴通讯通过本次验证确立了其在空芯光纤传输系统领域的前沿位置，与华为在下一代干线技术上的竞争将进一步加剧。从具体影响看，千公里无GLA链路的建成意味着空芯光纤骨干网的技术路线基本走通，后续规模化取决于拉制良率提升带来的成本下降曲线，以及标准体系的完善进度，这两项变量将决定空芯光纤干线在“十五五”期间能否进入批量建设周期。
