空芯光纤再次成为关注焦点|ofc2021| 光缆供货权|极氪|交付|赵昱辉|威巴

在2021年的线上光通信大会（OFC2021）上，空芯光纤再次成为关注的焦点，而且人们的关注点正在扩大。人们关注点，已经从去年创纪录的低损耗，扩展到了布线和应用，包括5G网络、数据中心和长距离传输的光纤回程。OFC 2021会议后，还报告了多个频段的最低损耗记录。这一热门研究领域正在成长为一项技术。
在OFC前一周，英国电信宣布它已经在英国电信实验室与Lumenisity公司和全球网络公司Mavenir合作，一起测试10km长的空芯光纤光缆。该光缆使用Lumenisity公司获得专利的嵌套式反谐振无节点光纤（NANF）；其平均损耗为1dB/km，尽管该损耗值远高于0.28dB/km的记录，但对于测试应用来说已经足够。
英国电信实验室光网络研究负责人Andrew Lord说：“我们正试图发现空芯光纤是否真的对5G移动通信和安全传输系统有用。”网络设备中的延迟和通过实芯光纤传输的延迟，使得5G网络的延迟要求很紧；而空芯光纤有望在光纤回程到分配中心的10~20km范围内，实现更快的传输。
空芯光纤的另一个好处是非线性非常低，这是安全网络的一个重要问题。根据Lord的说法，量子密钥传输一次发送一个光子，这使得实芯光纤的拉曼非线性成为“痛苦的遭遇，因为它会在你不希望出现的波长处产生光子”。
其他主要目标是测试新光缆的物理耐久性和热稳定性。Lord介绍说：“有了空芯光纤，通过光纤传输的数据包的抖动，要比实芯光纤小得多。”每秒数百吉比特的高抖动会成为一个问题，这种情况下可能需要主动稳定措施。
Lumenisity公司首席执行官David Park表示：“我们之所以关注光缆，因为它是客户实际使用的东西。到目前为止，英国南安普顿大学已经制出了NANF光纤，NANF光纤也是南安普顿大学开发出来的。现在，Lumenisity公司自己的工厂设施已经接近完工，并将在年底前投入使用。Park说：“我们相信空芯光纤将成为标准单模光纤的补充，满足那些要求“更低的延迟、极低的非线性和具有成本效益”的应用需求。

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图1：空芯NANF光纤的制造。（图片来源：Lumenisity）
Lumenisity公司推出了其去年发布的CoreSmart光缆的第二代版本，它使用NANF光纤，在1310nm以及1530~1625nm全C和L铒波段上进行单模传输。新光缆还为数据中心和5G提供了更高的带宽和更长的传输距离。
在与英国电信实验室进行的一项测试中，通过一条10km长的光缆，在C波段加载38个信道，演示了无差错密集波分复用（DWDM），速度为400Gbit/s。该演示包括通过400ZR QSFP-DD收发器传输三个400Gbit/s的通道。400ZR是400Gbit/s的可插拔网络接口的行业标准，允许在联网操作中插入可互换的收发器——这是电信业公认的一系列标准中的一个。空芯光纤被接受是其成熟的标志。
在其他测试中，Lumenisity公司与Ciena公司合作，通过超过20km的CoreSmart光缆，在没有放大的情况下，点对点地传输48个800Gbit/s的通道，总计38Tbit/s。光缆和光子系统都是商用的。据Lumenisity公司称，到明年，新一代光缆应该能在无需放大的情况下覆盖50~100km。在OFC会议上展示的一个循环回路实验有45个通道，在1000km距离下跨越整个C波段，但使用了放大器。
NANF设计中一个看似微小的变化，实现了在一系列波长范围内最小损耗的新记录。具有六个嵌套管的空芯光纤创造了最后一轮记录，但要做到这一点，需要对微结构包层进行非常仔细的调整：要么以增加串扰为代价减少基模的损耗；要么以增加基模损耗为代价，增加高阶模式的消隐。[1]后来，南安普顿大学的Francesco Poletti报告说，只使用了五个嵌套管。[2]增加管内的体积可以减少基模损耗，同时增加高阶模式的损耗，解决了这些问题（见图2）。