中国电信冯立鹏：空芯光纤试点成果显著，规模部署仍存挑战

　　市场研究机构Omdia数据显示，2023年，AI等各类新业务每月产生的网络流量占总流量的1/3，到2030年这一占比将达到64%。与此同时，研究表明，提升网络带宽和降低网络时延，能有效提升AI大模型的训练和推理的效率。

　　带宽和时延需求的逐步提高，推动光网络向更大容量、更低时延方向发展。传统单模光纤在传输容量提升和时延降低等方面逐渐力不从心。空芯光纤通过引入新的传输介质，在超大容量、超长距离、超低时延、低功耗传输等方面具有显著优势。

　　6月26日，在“2025中国光通信高质量发展论坛”系列活动的“新一代光纤技术专场”上，中国电信研究院网络技术研究所高级工程师冯立鹏发表主题演讲，系统梳理空芯光纤的发展历程、关键器件发展现状、中国电信应用与探索以及探讨其工程化需要解决的重大问题等。

　　技术飞速发展，试点验证成果显著

　　AI等新兴业务驱动光网络向大容量、低时延演进，传统单模光纤系统存在长距离传输单波速率提升困难、多波段系统性能劣化、光纤线路时延较高等挑战。冯立鹏表示，空芯光纤打破传统光纤的传输介质和包层结构，不仅在提升容量和降低时延方面具有潜力，而且在超长距离、低功耗传输方面优势明显。

　　例如，低损耗和低非线性的特性可提升频谱效率和多波段传输容量;时延可降低30%，同等时延增加1.25倍覆盖范围;按照当前400G传输系统计算，可提升2-3倍传输距离;低色散的特性可减少色散补偿模块功耗、减少光放站和中继站功耗。

　　空芯光纤在过去20多年的发展过程中，光纤衰减实现4次数量级降低，目前已低于单模光纤最小值。包层结构由繁到简，再由简到繁，不断优化，目前嵌套管无节点结构已经成为主流。另外，单根光纤预制棒拉丝长度不断被刷新，这是成本降低和商业化的必备条件。

　　值得一提的是，由于空芯光纤的纤芯中空气存在CO2/CO、水蒸气等气体，会产生吸收谱线，导致信号某些频点信息丢失，限制传输性能。目前方案包括灵活调整数字子载波间隔方式、光纤后处理方式等规避吸收谱线影响，仍有待验证。

　　冯立鹏表示，制造层面之外，空芯光纤的相应配套设备也进展迅速，目前熔接与转接器性能可满足系统需求。熔接方面，需对放电功率、放电时间、重叠量等参数进行联合优化，实验室单次熔接可控制在6分钟以内，现网单根熔接约10分钟，可实现0.05dB熔接损耗。空芯与单模转接器方面，通过斜切光纤/涂抗反射层实现回损减小，通过放置桥纤/单模光纤扩束实现模场匹配。

　　另外，在OTDR技术方案方面，由于反谐振HCF背向散射系数比实芯单模光纤低~28dB，商用OTDR不适配。基于光子计数探测的商用OTDR、基于脉冲再生技术、频分复用OTDR技术可解决大动态范围问题，但还未有方便的商用大动态范围OTDR;基于链路双向采取的OTDR曲线，通过软件分析可得到熔接点损耗。

　　目前，欧洲、美国、中国都开启了多个现网试点，中国电信和中国移动开启了空芯光纤招标。冯立鹏介绍，从中国电信的实践看，通过多种方案结合有效规避空芯光缆部署过程中光纤进水风险，以及部署技术优化和规范化执行，充分验证空芯光纤部署可行性。

　　具体来看，中国电信完成扩展C+L波段结合单波1.2T超高速模块，实现单向100.4T、20km的空芯光纤现网传输。与此同时，首次验证双向同波长百km传输可能性，同时验证了C4.8T波段吸收峰影响。

　　规模部署关键：可用性、成本、标准

　　冯立鹏坦言，虽然空芯光纤在配套、器件、系统等方面取得了诸多研究成果，但距离实际应用还存在着待解决的问题和挑战，包括光纤可用性和成本，系统关键器件，部署和运维策略，标准化等等。

　　光纤可用性方面，首先要解决CO2/CO气体吸收谱线导致现有波段系统容量无法实现最大化的问题，还要考虑应用过程中是否还会有空气进入的风险，另外O/E/S波段也存在较难消除的水峰吸收谱线;其次，空芯光纤的机械、环境、寿命问题还没有得到充分研究;第三，单缆纤芯密度低，目前一个松套管内只能有2-4芯空芯光纤，而单模光纤可以放置12芯到24芯光纤。

　　成本方面，根据最新一次的集采结果，空芯光纤的招标价格在3.6万元/芯公里，是单模光纤的近2000倍。一方面是前期研发成本高，另一方面是单根预制棒拉丝长度短，根据已有报道，目前单根棒拉丝长度约47.5km，与单模光纤单棒千公里，甚至万公里拉丝距离大，提升批量生产能力，有利于降低成本。

　　系统关键器件方面，高输出功率大带宽放大技术还需研究，以进一步提升光纤应用价值。目前，对于一个单波1.2T，20km的传输系统，空芯光纤可容忍单波30dBm的入纤功率，但现网单波段光放大器输出功率最高为27dBm，一定程度上限制了空芯光纤的优势。而目前已有高功率放大器(>33dBm)的工作波段宽度较窄，无法满足扩展C+L波段放大需求。

　　部署与运维策略方面，需要综合光纤特性与配套设备发展情况不断完善。目前空芯熔接时间较长，且无法快速测试熔接质量，熔接点损耗测试需双向数据统一处理，对操作人员提出更高要求;为应对断纤进水产生的影响，需要多预留盘纤，对接头井的空间有一定需求;断缆恢复需考虑如何定位断纤和进水位置，增加抢修难度;空芯光纤对震动不敏感，同沟同缆等需要测试震动的场景方案需要进一步研究;高输出功率放大器的使用，容易造成光纤端面烧毁或灼伤人的皮肤，增加了维护难度。

　　标准化方面，目前存在多种空芯光纤内部结构、多种外径尺寸，需结合应用场景明确需求、定义标准;同时，器件参数需求没有统一;另外，测试方法还有待进一步的研究，如新增的IMI参数等。