引言：近年来，全球科研机构与通信企业持续攻坚空芯光纤与高速相干通信的融合技术，接连实现多项突破性进展，逐步推动该技术从实验室研发走向现网试点应用。泰极讯科技作为高速相干光通信产业的新秀，其400G和800G产品已经在东南亚、欧洲和美国得到部署，应用于数据中心和算力中心之间的互联和新型城域网建设。此次有幸与全球空芯光纤领导者之一的领纤科技有限公司联合进行了实验室测试，注重在多波长超长跨距的极限传输范式，为商用超长跨距和长距离相干光传输提供指导意见。
测试方案
为了节省资源又包含绝大部分物理特性，我们选择用了C波段三个相邻150GHz的通道（193.20THz，193.35THz，193.50THz）混合传输400G、800G和1.2T相干光信号以及具有饱和输出功率21.5dBm的光放大器。轮流将目标速率信号设在中间通道而其他二通道为左右背景波长用于模拟Cross-PhaseModulation(XPM)等非线性效应。我们测试了在三波长传输时，单通道入纤功率是16.7dBm（=21.5–4.77），其可模拟商用32通道使用光放大器饱和输出功率32dBm的情形。我们也测试了在单波长传输时，单通道进入空芯光纤的功率为21.5dBm。众所周知，当单通道进入传统实心石英光纤的功率超过15dBm时，已经完全进入非线性区域，试图提升光信噪比的努力会失效，传输性能不升反降甚至完全失败。我们用泰极讯的商用T512DCI传输设备和领纤科技的260kmHCF以及在输入端加一个可调光衰减器（VOA）模拟实际单跨传输。
测试环境如下：
测试数据汇总：
测试结果分析与核心结论：
1.由于空芯光纤超低的非线性效应，可以用通过提高入纤的光功率，在非常大的单跨距传输下（极限高达约45dB）满足OSNR的要求，实现400G/800G/1.2T的混合传输。当然，在实际应用中必须预留3~6dB的余量，这也等效于400km（0.1dB/km光纤衰减）的单跨空芯光纤传输。
2.由于可大幅提高入纤的功率，对OSNR要求较高的1.2Tb/s单跨传输距离得到提高。在过往的实心光纤极限传输试验中，单跨最大传输损耗只有27dB。对OSNR要求越高，通过提高入纤的功率就越有效。
3.通道测试比1通道性能对于空芯光纤劣化不大。这个正如预期，因为空芯光纤Cross-PhaseModulation(XPM)等非线性效应极小，理论上较实心光纤降低3~4个数量级。
空芯光纤产业化现状与行业未来展望
最后，分享一下本次使用的空芯光纤的OTDR的测试结果（图1）以及在现场的测试图片（图2，图3）。前60km的空芯光纤平均损耗为6.087dB，对应0.101dB/km。加上现场熔接的200kmHCF，总长度是260km，T512设备测得的损耗是30.77dB，对应0.118dB/km，属于行业的优良水平。对于本次注重单超长跨距极限传输测试，选择更低损耗的空芯光纤意义不大（已经使用串联VOA）。只要空芯光纤的长度足够长，能够反映非线性效应的影响即可。
现阶段，空芯光纤技术仍处于产业化初期，在规模化制备、接头损耗控制、工程化适配等方面仍有优化空间，但随着微结构设计、精密拉丝、批量制备工艺的持续成熟以及中国强大的光纤产业链，其成本、损耗、兼容性等关键指标将持续优化，产业化落地进程将全面提速。
放眼未来，空芯光纤高速相干传输技术的成熟与普及将驱动全球光网络向“超大容量、超低时延、超长跨距”方向全速迭代。
（图1）60kmHCFOTDR的测试结果（图2）现场的测试图片（图3）现场的测试图片附言：
高速相干光通信是现代大容量光传输的核心基石，也是当前骨干光网、数据中心互联的主流技术。该技术依托高阶正交振幅调制、相干探测、数字信号处理、偏振复用等核心技术，突破了传统强度调制传输的带宽局限，极大提升单波长传输速率与频谱利用率，是800G、1.2T和未来1.6T超高速光传输系统的核心支撑。通过对光信号的幅度、相位、偏振态进行多维调制，高速相干系统可在单根光纤中承载海量数据，完美适配超大带宽传输需求。但受制于实心玻璃纤芯的介质固有非线性效应，在高速高阶调制信号进行长距离、大跨距传输时，提高单波长的入纤功率会受到制约。
作为颠覆传统的新型光波导器件，空芯光纤（HCF）从底层结构与传输机理上实现了技术革新，彻底摆脱实心石英光纤的材料性能束缚。传统光纤采用“高折射率玻璃纤芯+低折射率玻璃包层”结构，依靠全内反射原理束缚传输光信号，光能量几乎全部在固态玻璃介质中传播。而空芯光纤完全重构光纤结构体系，摒弃实心玻璃纤芯，核心传输区域为中空结构，内部填充空气、惰性气体或真空，仅依靠外围精密设计的微结构包层实现光场约束，从根本上改变了光信号的传输介质与传播模式。在核心技术机理上，空芯光纤突破了传统全内反射的物理限制。由于空气折射率约为1，远低于玻璃包层折射率，无法满足传统光纤全内反射导光条件，因此行业主流空芯光纤技术方案采用反谐振结构实现损耗更低、带宽更宽。其包层由周期性排列的微米级玻璃微管构成，可通过精准的结构参数设计，让传输光信号在空气芯中发生谐振约束，将绝大部分光场能量束缚在中空芯区传播，仅有极少部分能量渗透至玻璃包层，最大限度规避了固态介质传输带来的各类损耗和非线性问题。光在空气中的传播速度接近真空中光速，较玻璃介质传输速度提升约32%，每公里传输时延可减少1.6微秒，在数千公里骨干传输场景中，累计时延优化效果极为显著，精准匹配算力实时调度、金融高频交易等超低时延场景需求。同时，空芯光纤拥有超宽传输频谱与极低传输损耗两大优势。传统实心光纤受材料色散与吸收损耗限制，有效传输带宽有限，而空芯光纤可实现O、E、S、C、L、U全波段无缝传输，支持多波段复用扩容，为单光纤百T级超大容量传输提供基础。
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