未來信息之路消失的摩擦力，中國空芯光纖開啟Pbps通信新時代

飛象網(wǎng)訊（簡之/文）對比CES的紅紅火火、熱鬧非常，光通信行業(yè)正在發(fā)生的巨變就略顯高冷，但背后的故事卻述說著另一番的震耳欲聾。

繼我國首條空芯光纖商用線路開通后，在2025年底，亨通光電中標(biāo)中國移動寧夏空芯光纜項目；2026年初，我國三大運營商也同步部署了空芯光纖線路。

空芯光纖的突破不僅使光信號傳輸逼近真空光速，還從根本上打破傳統(tǒng)光纖的材料物理極限，為Tbps至Pbps級超高速網(wǎng)絡(luò)奠定基礎(chǔ)。

這個突破推動我國實現(xiàn)高端光纖的國產(chǎn)替代，不僅擺脫了對美日企業(yè)的依賴，顯著提升金融、國防、能源等關(guān)鍵領(lǐng)域的信息基礎(chǔ)設(shè)施安全，還助力我國在ITU-T等國際標(biāo)準(zhǔn)組織中爭奪下一代光通信話語權(quán)。

此外，空芯光纖技術(shù)為AI大模型訓(xùn)練、“東數(shù)西算”工程和全國一體化算力網(wǎng)絡(luò)提供超低時延、超大帶寬的“信息高鐵”，全面賦能數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

更重要的是，空芯光纖技術(shù)的應(yīng)用標(biāo)志著我國在全球通信技術(shù)演進(jìn)中，已經(jīng)從“跟隨者”轉(zhuǎn)向“定義者”，在6G時代前夕搶下光層創(chuàng)新制高點。

有分析預(yù)測，到2030年，空芯光纖相關(guān)市場規(guī)模將超5000億元人民幣，進(jìn)而將帶動材料、設(shè)備、應(yīng)用的全鏈條升級。

光速革命：一趟通往未來的信息高鐵

大音希聲，大象無形。空芯光纖的基本原理，其實非常簡單，在于發(fā)揮了“空”的力量：就是用空氣代替玻璃來進(jìn)行光的傳導(dǎo)。

這就如同磁懸浮列車脫離了原有的軌道摩擦，得以在幾乎沒有摩擦的環(huán)境下運行，而空芯光纖就是讓光在真空中無阻力地高速傳導(dǎo)。

我們知道，傳統(tǒng)光纖，就比如實芯石英光纖，是依靠高純度的二氧化硅作為光傳輸介質(zhì)，光在其中以全反射方式傳播。

但在傳播過程中，受限于材料本身的物理特性，比如折射率、非線性效應(yīng)、瑞利散射等條件的影響，就會存在損耗下限、時延瓶頸，并觸及帶寬天花板。

而空芯光纖，特別是反諧振空芯光纖，其核心結(jié)構(gòu)是一個直徑約20-30微米的中空空氣通道，周圍由精密排列的玻璃毛細(xì)管構(gòu)成一個光子晶體的包層。光信號在這個中空的空氣通道中進(jìn)行傳播，主要是通過反諧振反射機(jī)制，讓光被約束在空芯內(nèi)，幾乎不與玻璃產(chǎn)生接觸。

相比傳統(tǒng)的單模光纖，空芯光纖的技術(shù)指標(biāo)帶來了多項突破。

在傳輸損耗方面，傳統(tǒng)單模光纖～0.18dB/km（C波段）；空芯光纖<0.09dB/km（商用），實驗室達(dá)0.05dB/km，相比能夠降低損耗50%～70%；

在傳輸時延方面，傳統(tǒng)單模光纖～5.0μs/km；空芯光纖～3.46μs/km，相比能夠降低時延超30%；

在有效帶寬上，傳統(tǒng)單模光纖有效帶寬C+L波段（～9THz）；空芯光纖是O到U全波段兼容，理論支持>50THz，相比在帶寬上擴(kuò)展5倍+；

在關(guān)鍵的非線性系數(shù)上，傳統(tǒng)單模光纖表現(xiàn)較高（～1.3W⁻¹km⁻¹）；空芯光纖低至10⁻⁴量級，相比降低1000倍以上。

首條空芯光纖商用線路完成部署，中國空芯光纖開啟Pbps通信新時代

回顧首條空芯光纖商用線路的部署歷程，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)可，這次突破足以開創(chuàng)一個光通信嶄新的未來。

在空芯光纖深港跨境金融專線實測中，在110公里距離內(nèi)，端到端時延降至1.07毫秒，刷新全球紀(jì)錄；信號損耗僅0.085dB/km，為當(dāng)今全球商用光纖最低值；而非線性效應(yīng)也保持極低水平，使得同一根光纖可同時傳輸多路高功率信號而不互相干擾，滿足深港證券交易所數(shù)據(jù)中心的互聯(lián)，為高頻金融交易專線提供支撐。

本次空芯光纖的部署，與現(xiàn)有OTN，即光傳送網(wǎng)的設(shè)備實現(xiàn)兼容，并通過專用熔接與密封工藝解決空芯結(jié)構(gòu)脆弱性問題。

與此同時，在部署過程中還配套開發(fā)了低插損連接器與智能監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測光路狀態(tài)。

驗證表明，部署后的空芯光纖線路各項性能表現(xiàn)優(yōu)異。除跨境數(shù)據(jù)傳輸時延達(dá)到1.07ms外，結(jié)合全雙工與空分復(fù)用技術(shù)，單纖容量潛力達(dá)到PB級/秒。

打破百年物理極限，重塑全球數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施格局

本次空芯光纖線路部署之后，對整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來深遠(yuǎn)影響，將直接推動光通信產(chǎn)業(yè)升級，并重構(gòu)全球光通信競爭格局。

顯而易見的是，空芯光纖的部署將倒逼光纖預(yù)制棒、拉絲設(shè)備、熔接機(jī)等上游裝備進(jìn)行升級，而多家國產(chǎn)廠商也將加速空芯光纖量產(chǎn)工藝的攻關(guān)，同時，與此相應(yīng)的光模塊廠商也要開始研發(fā)適配空芯光纖的新型收發(fā)器。

放眼未來，空芯光纖的應(yīng)用將賦能眾多高價值垂直行業(yè)。

在金融行業(yè)，空芯光纖的應(yīng)用將極大促進(jìn)高頻交易與跨境結(jié)算，畢竟這個行業(yè)只要降低哪怕0.5ms的時延，就意味著帶來百萬美元級的套利優(yōu)勢；

AI和算力中心領(lǐng)域，空芯光纖可以應(yīng)用于GPU集群互聯(lián)與模型訓(xùn)練，這將提升數(shù)據(jù)吞吐效率，并降低訓(xùn)練成本30%以上；

量子通信領(lǐng)域，空芯光纖可用于量子密鑰分發(fā)，通過低非線性，可以避免光子退相干，提升成碼率；

激光傳能方面，空芯光纖也可用于遠(yuǎn)程供能、工業(yè)加工，這就讓高功率激光安全傳輸成為可能；

國防及航天領(lǐng)域，空芯光纖也可用于抗電磁干擾通信及星地鏈路，憑借空芯結(jié)構(gòu)天然抗輻射、抗干擾。

當(dāng)然，改變與沖擊還不僅于此。空芯光纖的技術(shù)突破，正全面帶動一條覆蓋從材料-制造-應(yīng)用-配套的完整產(chǎn)業(yè)鏈。

上游包括高純石英玻璃、特種涂層材料及精密拉絲塔、真空封裝設(shè)備等核心材料與裝備；中游聚焦空芯光纖預(yù)制棒制備與光纜成纜強(qiáng)化工藝；下游廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心互聯(lián)（DCI）、6G前傳/回傳網(wǎng)絡(luò)、量子信息基礎(chǔ)設(shè)施以及激光雷達(dá)和醫(yī)療激光系統(tǒng)等高價值場景。