人工智能的飛速發展,正在重塑各行各業,也帶動產業鏈的變革。其中光網絡向更高速率演進勢在必行,以滿足AI等新興業務對數據傳輸需求。光纖作為光網絡基礎設施的核心組成部分,也需要同步推進新型光纖的探索,目前業界對空芯光纖作為傳輸介質的潛在顛覆性創新形成共識。
微軟作為全球領先的云服務提供商,對空芯光纖的探索和布局走在前列,早在2022年12月份就布局收購了空芯光纖解決方案提供商Lumenisity,并在近期宣布計劃24個月內部署15000公里空芯光纖。
中國電信研究院傳輸網絡研究中心總監霍曉莉在接受C114專訪時表示,微軟這一戰略舉措預示著光通信技術的一次重大飛躍,具有深遠的意義。中國電信也在積極推進現網試點試驗,在第一期10km試點成功的基礎上,近期采購95皮長公里空芯光纖進行第二期試點,助力空芯光纖產業的成熟。
光網絡領域,中國電信一直處于領先地位,已建成一張扁平化、網絡全光化、運營智慧化的智能極速全光網絡:全光網2.0。同時,中國電信積極推動技術創新和基礎設施建設,牽頭《基于新型光纖的超寬帶光傳輸系統與應用示范》國家重點研發計劃項目。
基于這一項目,中國電信今年6月份在杭州的義橋IDC數據中心和杭州大數據中心之間部署了10km的空芯光纖光纜,作為基于空芯光纖試驗驗證平臺的第一期;魰岳蚪榻B,通過多種方案結合,有效規避部署過程中光纖進水的風險,順利完成了部署,為空芯光纖光纜在我國現網環境下的部署提供了技術參考與指導。整個鏈路在擴展C+L波段衰減系數在1dB/km以下,并基于單波1.2T設備,完成了業界首個單向超百T的現網傳輸;诖随溌,中國電信對時延和非線性等性能進行了驗證。相比于單模光纖系統,空芯光纖的鏈路時延降低33%,和理論預期相符,同時空芯光纖的單波入纖功率可提升至11dBm以上,受激拉曼散射效應也較小,有利于超長距離、多波段系統傳輸。
值得一提的是,除了在數據中心場景,中國電信還正在針對時延敏感的金融業務場景進行空芯光纖的應用試驗。
挑戰不少:制備、運維、壽命……
目前,中國電信正在積極推進空芯光纖的現網試點應用,而針對規模應用,霍曉莉坦言還有很多技術問題需要解決,比如在空芯光纖制備、部署運維以及壽命模型估計方面。
制備方面,空芯光纖的吸收損耗是目前急需解決的問題,水蒸汽吸收損耗限制了多波段的應用,CO2氣體吸收損耗對現有波段傳輸具有一定的影響,經初步測試,對于常用C和L波段中的一些波長影響較大。另外,空芯光纖的產能是決定其成本的關鍵因素之一;魰岳蚪榻B,從現有的報道水平來看,單根預制棒拉絲距離在15km左右,和現有單模光纖幾千甚至上萬公里的拉絲長度比,尚存較大差距。
部署運維方面,需要解決當前空芯光纖與空芯光纖熔接時間長的問題。此外,由于空芯光纖中信號在空氣中傳輸,所以背向散射系數比單模光纖低~28dB,導致現有OTDR可測動態范圍變小,且熔接點處存在鼓包及端面反射峰,加上脈沖過寬導致測量盲區大,導致無法準確測量光纖衰減系數、識別故障和熔接位置及相應損耗。霍曉莉表示,為實現高分辨率、大動態范圍,目前存在兩種思路,分別為增加發射端功率和提升接收靈敏度,中國電信正在聯合高校進行攻關相關問題。
壽命模型評估方面,由于空芯光纖存在多個嵌套管,管壁較薄而且通過空氣進行傳輸信號,與當前單模光纖差異較大,壽命評估模型是否需要變動還需進一步研究,中國電信也將與合作伙伴共同進行評估。
標準是關鍵:推動空芯光纖產業成熟
基于現網試點部署經驗,以及面臨的挑戰,霍曉莉表示中國電信將從四方面入手,推動空芯光纖產業成熟。
第一,加大力度推動基于空芯光纖的多場景驗證與試商用,進一步發掘空芯光纖的應用價值,持續推進空芯光纖技術與制備工藝的發展和成熟。
第二,研究部署運維技術?招竟饫w與單模光纖不同,對熔接環境、接頭盒的要求以及運維的技術都不相同,同時現有OTDR也存在一些問題,需要推動解決部署運維設備存在的問題,并形成一套部署運維技術規范。
第三,面向不同應用場景,研究光纖與系統關鍵器件性能需求,并推動相關產業發展。例如,在長距離傳輸中,如果有高功率放大器的加持,會進一步延長系統傳輸距離、減少中繼站使用,不過目前還沒有適配的高功率放大器,而且使用摻鉺光纖進行放大,在C波段短波長和L波段長波長存在輸出功率低的問題,需要推動相關廠商投入精力進行研究。
第四,推動標準化進程。目前光纖有很多結構,標準化十分關鍵,有助于產業鏈收斂,加速空芯光纖商用進程。
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