訊石觀察：空芯光纖將重新定義光通信的未來

ICC訊  在AI算力、數(shù)據(jù)中心、接入與傳輸?shù)葮O速增長(zhǎng)的背景下，傳統(tǒng)實(shí)芯光纖的性能瓶頸日益凸顯——非線性效應(yīng)限制傳輸容量、材料色散制約信號(hào)質(zhì)量、瑞利散射導(dǎo)致中長(zhǎng)距離傳輸損耗偏高。此時(shí)，空芯光纖（Hollow-core Fiber, HCF）以顛覆性的技術(shù)架構(gòu)橫空出世，憑借空氣芯導(dǎo)光、超低損耗、超寬頻帶等特性，成為全球光通信領(lǐng)域競(jìng)相布局的“下一代傳輸媒介”。

      2024年11月，微軟宣布未來24個(gè)月內(nèi)規(guī)劃部署15000公里空芯光纖用于數(shù)據(jù)中心及AI大模型連接。2025年7月中國(guó)移動(dòng)首條空芯光纖商用或標(biāo)志商用化進(jìn)程有望加快，中標(biāo)價(jià)約3.6萬(wàn)元/芯公里。中國(guó)電信2025年空芯光纖招投標(biāo)共2次，按最高價(jià)限價(jià)計(jì)算，單價(jià)為約3.7-5萬(wàn)元/芯公里。

      據(jù)了解，南安普頓大學(xué)光電子研究中心是空芯光纖領(lǐng)域的主要領(lǐng)導(dǎo)者，微軟也一直在與他們合作并持續(xù)推動(dòng)空芯光纖的部署和產(chǎn)業(yè)化，應(yīng)用于AI數(shù)據(jù)中心的連接。在2025年OFC前夕，其研究團(tuán)隊(duì)在arxiv上報(bào)道了一項(xiàng)成果，展示了首款在損耗和帶寬方面均超越傳統(tǒng)光纖的空芯光纖（＜0.1 dB/km@1481-1625 nm），同時(shí)傳輸速度提升30%，色散降低了6倍。

      國(guó)內(nèi)在空芯光纖領(lǐng)域也在持續(xù)推進(jìn)，在今年的OFC 2025會(huì)議上也有一篇來自領(lǐng)纖/移動(dòng)研究院/華為波普實(shí)驗(yàn)室/長(zhǎng)飛/暨南大學(xué)/北京大學(xué)的Top-Scored論文，首次報(bào)道了在中國(guó)城市管道網(wǎng)絡(luò)（東莞-深圳）中部署的20km AR-HCF（反諧振空芯光纖）上實(shí)現(xiàn)128Tb/s （C+L 波段，120波*800Gb/s*雙向）實(shí)時(shí)同頻同時(shí)全雙工（CCFD）傳輸?shù)默F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。

      ICC訊石認(rèn)為，空芯光纖的產(chǎn)業(yè)化已臨門一腳，這項(xiàng)底層技術(shù)將重塑光通信產(chǎn)業(yè)，從無(wú)源連接器、有源光模塊到熔接、研磨、鍍膜等全環(huán)節(jié)。9月9日上午，IFOC組委會(huì)攜手空芯光纖領(lǐng)域領(lǐng)軍者，共同舉辦《空芯光纖發(fā)展論壇》，一場(chǎng)深刻的產(chǎn)業(yè)變革序幕正在拉開。

從理論到現(xiàn)實(shí)的突破

      空芯光纖的核心創(chuàng)新在于將光約束在空氣芯中傳輸，徹底顛覆傳統(tǒng)實(shí)芯光纖依賴全內(nèi)反射的導(dǎo)光機(jī)制。目前主流技術(shù)分為兩類：1）光子晶體光纖（PCF）：通過周期性排列的微米級(jí)空氣孔形成光子帶隙，將光限制在中央空芯區(qū)域。2）反諧振光纖（ARF）：利用多層低折射率介質(zhì)膜的反射效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)光在空氣中的低損耗傳輸。

從實(shí)驗(yàn)室到量產(chǎn)的關(guān)鍵

      空芯光纖的性能評(píng)估需依賴多維度表征技術(shù)：1）損耗測(cè)量：采用光頻域反射儀（OFDR）實(shí)現(xiàn)亞dB級(jí)精度，結(jié)合截?cái)喾?yàn)證長(zhǎng)距離傳輸穩(wěn)定性。2）模式分析：通過S2成像技術(shù)（空間光譜聯(lián)合分析）解析高階模式分布，優(yōu)化光纖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。3）非線性效應(yīng)評(píng)估：利用雙波長(zhǎng)泵浦-探測(cè)法量化自相位調(diào)制（SPM）和受激拉曼散射（SRS）閾值，確保超100Tbps傳輸可行性。

      同時(shí)，為了更快進(jìn)行更大規(guī)模的商業(yè)?？招竟饫w制造行業(yè)正在攻克三大技術(shù)難關(guān)：預(yù)制棒制備，采用堆疊法或3D打印技術(shù)構(gòu)建微米級(jí)周期結(jié)構(gòu)。拉絲工藝，在2000℃高溫下以10-50m/min速度拉制，通過動(dòng)態(tài)張力控制系統(tǒng)避免空芯結(jié)構(gòu)變形。涂層優(yōu)化，采用低模量聚合物護(hù)套，兼顧機(jī)械保護(hù)與熱穩(wěn)定性。

打破最后一步應(yīng)用瓶頸

      空芯光纖連接器、研磨與鍍膜技術(shù)近年接連取得突破性進(jìn)展。據(jù)產(chǎn)業(yè)了解，CO?激光點(diǎn)焊實(shí)現(xiàn)空芯-實(shí)芯熔接損耗<0.1dB，模塊化設(shè)計(jì)提升對(duì)接精度；納米研磨與飛秒激光加工使端面粗糙度降至Ra<1nm；氧化鉿基鍍膜損傷閾值達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

      同時(shí)，ICC訊石認(rèn)為，空芯光纖產(chǎn)業(yè)化方面也面臨成本高、標(biāo)準(zhǔn)缺失等挑戰(zhàn)。9月9日上午，IFOC 2025第23屆訊石光通信大會(huì)，《空芯光纖發(fā)展論壇》等你來，共同完成商業(yè)圖譜，事關(guān)與光纖打交道的每一位光通信人，如光纖的研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、連接、組件、熔接、研磨、鍍膜等等。

      最后，引用光纖之父——高錕話語(yǔ)：光纖通訊技術(shù)1000年不會(huì)被取代。但沒有說實(shí)芯還是空芯。

      2025年9月9日上午，ICC訊石邀您一起虛心了解空芯光纖產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況。本次IFCO2025大會(huì)持續(xù)2天，15個(gè)分會(huì)場(chǎng)，預(yù)計(jì)將有800+企業(yè)2000+專業(yè)觀眾，匯集全球著名光通信企業(yè)，欲了解詳細(xì)情況，請(qǐng)登錄訊石光通訊網(wǎng)及公眾號(hào)，報(bào)名請(qǐng)掃以上二維碼。