空芯光纤千公里验证:时延降低约 30% 的技术与商用进展(空芯光纤啥用场) ypxx.net

这个秋天,空芯光纤接连出现在新闻里:11 月初,我国完成千公里级双向实时传输验证;长飞在 9 月把空芯光纤的衰减纪录推到 0.032dB/km,其算力互联技术已在国内外完成超过 13 个商用及试点项目。这些消息指向同一件事——光纤的下一代候选,开始从实验室走向干线。

01 千公里验证,三组数字

据中国电信官网 11 月 4 日消息,中国电信研究院联合长飞、中兴通讯近日完成全球首个千公里级空芯光纤双向实时传输验证:一条 1007.48 公里的链路,双向各 64Tb/s同步传输(单纤双向总容量 128Tb/s),全程实时传输。(此次验证报道口径:容量较现有最好实芯光纤提升一倍、距离提升 60%,与同类空芯试验相比验证距离提升 50 倍。)

更值得看的是时延:1007.48 公里单程 3.43 毫秒,同距离的常规实芯光纤约需 5.0 毫秒——时延降低约 30%(官方口径)。这个 30% 不是某一家的营销数字:光在常规光纤的石英纤芯里以约 20 万公里/秒行进(约真空光速的 2/3),空芯光纤让光在空气芯里跑,速度拉到接近真空光速。1007.48 公里除以 3.43 毫秒,约 29.4 万公里/秒,约 0.98 倍真空光速。

验证还有一个容易被忽略的细节:现有传输设备可直接复用。不需要为空芯光纤重新开发一整套光端机,不过色散、熔接等参数仍需系统适配——这是判断一项新技术离产业远近的关键信号,下文展开。

▲ 图 1 | 实芯 vs 空芯:传播速度与时延对比(1007.48 公里)

02 为什么把芯掏空

空芯光纤(HCF,Hollow-Core Fiber)是一类把纤芯做成中空、让光在空气里传播的特殊光纤。结构上,包层是环状玻璃毛细管阵列,纤芯是空气;光的行进不靠纤芯玻璃的全反射,而是靠包层一圈圈的「反谐振」结构把光约束在空气芯里——结构设计目标只有一个:让光尽量少碰玻璃。

为什么要让光少碰玻璃?三件事都因为玻璃而起。第一是慢:石英折射率约 1.47,光在石英里只有真空光速的约 2/3。第二是衰减:光与玻璃相互作用(瑞利散射等)带来损耗,常规 G.652 光纤约 0.18~0.2dB/km;空芯把 99% 以上的光功率放进空气芯,这些机理大幅减弱,长飞的反谐振空芯光纤已做到 0.032dB/km——常规纤衰减的约六分之一。第三是非线性:玻璃里光功率密度高时会产生四波混频等非线性效应,限制了每根纤芯能承载的功率;空气芯非线性极低,空芯光纤因此能推高单纤容量上限。(长飞 0.032dB/km 为 2026 年 9 月公布的全球最低损耗纪录。)

03 商用版图:从交易所到智算中心

空芯光纤不是只活在实验室,国内运营商已经在真实业务上用它,而且场景高度一致:金融时延敏感业务与智算中心互联。

▲ 表 1 | 国内空芯光纤商用线(运营商公开报道口径)

▲ 图 2 | 空芯光纤商用与验证时间线(2025-07 至 2026-11)

海外方向更激进:微软在 2024 年底宣布计划两年内部署 15000 公里空芯光纤,制造环节交给康宁与贺利氏;AWS 正在部署空芯光纤连接约 10 个数据中心,其核心网络负责人的判断是「未来或将替代传统光纤成为长途干线标准选择」。价格这一侧同样在动:空芯光纤单价一度在 3 万元/芯公里以上,中国电信研究院 2026 年 9 月披露已降至 2 万多元/芯公里——按 2026 年集采口径约为常规 G.652D 光纤(约 20 元/芯公里,集采价)的千倍,但趋势是向下。

04 光模块厂看空芯:三道坎

从光模块厂的角度看空芯光纤,第一反应是好消息:空芯光纤可与现有光端机直接对接,模块无需推倒重来,但色散与色散斜率、熔接参数仍需系统适配——可复用现有传输设备正是这次千公里验证的关键结论之一。这也意味着空芯干线的普及会直接拉动高速光模块的用量,不需要等一套新生态。

但把空芯光纤从试验段铺成长途干线,还要过三道工程坎。第一道是熔接:空芯光纤的接续损耗与常规纤不同档,工程上要把接续段控制在更低损耗水平,野外熔接机与施工工艺都要适配。第二道是气密性:空气芯怕水汽,微裂纹处的水汽渗透会让损耗随时间爬升,这是一类有前例的问题——光器件的可靠性,往往败在水和气的长期渗透上。第三道是成本与良率:千倍价差下,制造一致性与良率决定交付周期,后处理工艺目前是瓶颈,行业普遍判断空芯光纤的定位是「特种纤+干线补充」,而非全面替代。

05 写在最后

实芯光纤的容量逼近香农极限、时延被折射率锁死在 2/3 光速——这是空芯光纤被推上前台的产业背景。它不是来全面替代实芯光纤的:城域与接入段的成本账算不过来,千倍价差摆在那里。它瞄准的是长途干线、DCI(数据中心互联)、金融专线与智算中心互联这些时延与容量敏感的场景。对光通信从业者而言,这是一条值得持续关注的长期赛道:空芯干线每铺一公里,对高速光模块的拉动是直接的,155M 至 800G 全速率光模块的选型逻辑不变,变的是干线的底座候选。

06 常见问题

▲ 表 2 | 空芯光纤常见问答

本文由武汉恒泰通(FiberHTT)技术团队供稿,专注光模块研发制造,转载说明出处。