Page 20 - 网络电信2023年7月刊
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还有一种就是少模光纤，简称FMF，它主要是扩大纤芯， 度、可行性和扩容的空间来看，应该是比较合适的。
容纳更多的模式，容量可以扩展3-6倍。如果把FMF跟MCF结合起 那么基于前面讲的MCF和FMF等其他光纤技术的空分复用商
来，也就是多芯少模光纤的总容量可望扩大10倍左右，而且纯 处于研究阶段还是属于研究阶段，它的制造成本、接续、集成
的FMF制造成本要低于MCF，因为它主要控制截止波长，在工艺 难度和经济性都是很大的挑战，前面已经讲了不重复了。
上技术上并不难。目前我们用DSP来消除他的模间色散，基于多 近中期看，现有骨干光缆结合现有扩容技术还是能够基本
进多出来解决模式耦合的高速数字信号处理技术，它能不能实 上满足的。长远看，刚才讲的我们新型光纤支持25年的光缆的
时有效消除各种原因引入的模间色散和干扰？还是未知的，到 容量，高容量路由敷设大芯数的光缆，结合现有扩容技术可以
底成本多少也是不清楚的。我认为它的传输距离很有限，同样 满足20年以上的容量需求。那么大芯数，比如说1000芯，这一
面临一个问题，产业链需要重构，所以说这种少模光纤也是有 下就扩大十倍。
很大的挑战。目前实践上已经有19芯6模的光纤能够提供高达 关于骨干光缆系统成本的分析，我敷设了那么多光纤，成
114个信号通道，实验室总容量已经达到了10Pb/s，所以实验结 本上一点不吃亏。下面是个模拟计算的结果，模拟计算条件，
果是非常振奋人心的。但是实验结果跟我们现实的应用，大家 骨干电路平均的长度1600公里，标准跨距80公里，采用租用管
知道这个距离还是很远的。当然从科研的角度，无论是少模光 道方式，占比70%，那么纤芯的价格比较敏感，我们一个参考数
纤还是多芯光纤都值得不断的探索。 据：G.652D是24元/芯公里，G.654E是220元/芯公里。主要计算
下面一个光纤是我比较看重的，就叫做空芯光纤，这个光 的结论是：
纤为什么我看中因为它的价值确实比前两种要好得多。第一个 光缆费用在整个骨干光缆传输系统造价的占比随着芯数的
是低时延，因为它绝大部分的信号功率走空气通道，所以时延 增加而下降，500芯以上时通常不到5%，绝对是系统占了绝大多
可以低33%。这是光纤通讯与微波通讯相比存在的一个很大的劣 数的成本。
势。有了空芯光纤就能跟微波相提并论了，因为二者都走空芯 另外光缆费用占比与系统再生次数息息相关，随着传输系
了。第二个重要的优势就是非线性，它至少可以降3-5倍，入 统技术进步，再生距离增加，占比也会有变化。
纤功率高，传输距离长，容量大，可望突破非线性香农容量极 采用大芯数光缆再结合现有扩容技术是一种最简便、扩容大、成
限，因为我们一般讲的就是相同的香农容量极限， 本低、最现实的长远扩容途径。这张图就展示了计算的结果。
进一步再考虑光纤的非线性就更限制了，所以变成了非线
性的香农容量极限比普通的相农容量极限还要低。其他光纤都
不行，只能靠空芯光纤，因为非线性降了3-5倍，所以这两个特
点非常重要的，我也觉得这也可能是空芯光纤最重要的价值。
当然它还有其他一些有优点，比方它损耗低、频谱宽、大
芯径，这样的话潜在的光纤损耗可以低于0.1dB/km，谱宽大概
可以到40THz窗口，远大于常规的光纤，模场直径之间也很大，
即使高达40μm时候仍然无明显的弯曲损耗的增加，所以这个特
点也是光纤长期以来一直在追求突破。所以说空芯光纤确实价
值上非常的明显。当然它的缺点也同样除了制造成本以外，同
样涉及到产业链的重新设计和产业化，现在看得到的应用场景
可以是这样几个：一个特定的低时延的应用，因为无论什么光
纤，它的时延就不会小，比空气就要大33%。一个是超算，一个 大家看，上面这条线是654E，576芯的时候，它的占比是
DCI数据中心的互联，还有一个海缆，这些场景都是有可能用到 4.79，如果到1000芯以上，只有3.52%，如果采用652D，那么
低时延的光纤，这个时候空芯光纤是最好的选择。非通信应用 500多芯的时候只占了1.83%，1000芯以上大致只有1%出头一
包括传感、高功率传递和特殊光源。所以三种新型光纤里面， 点，所以大家看到目前可用的光缆成本真不是个大事。
我最看重的是这种，也希望它能够在我们的网里得到优秀的应 下面我们再来看看大芯数光纤的结构选择，除了光缆的成
用。 本以外，光缆承包人的结构也是很重要的。目前大芯数的光缆
那么最后的结论是什么呢？这个很惊讶，大家可能难以想 结构主要有三种，基于康宁公司的研究结论：
象。我上次会上也过提到过，似乎还没有得到业界的共识，但 对于层绞式光缆而言，光纤的出境比较宽松，成缆附加的
是我相信这一定是长期扩容的最现实的出路。因为基于大芯数 损耗也比较小，但是需要2%-8%的余长，时延略长，最适合144
的光缆，比方说500/1000/2000，因为它简单易行，可以线性扩 芯以下的应用。
容，而且扩容幅度很大，可达到几十倍，现在我们大概干线光 带状光缆余长很小，不到1%，所以时延最小，熔接施工的
纤都是100芯以下，它是满足长期容量的需求的一个基础性的解 速度快，最适合288芯以上乃至数千芯光缆应用场景（DCI和东
决方案，进一步如果能够结合G.654E光纤可以作为长途高容量 部区域）及证券交易专线。
路由长期扩容的基本架构。 还有一种新型光缆，即微管微缆，它的尺寸最紧凑，可
当然，为了做到这点，也需要开发高密度的大芯数的光 以根据流量发展需要逐步布放光缆的数量，减少了暗光纤的浪
缆，这个技术其实在20年前就没有问题的，高密度的端口，高 费，初期投资比较小，最适合单管288芯至6管2016芯应用场
密度集成光放大器阵列等。所以说一个技术用从技术的成熟 景，是一种成本有效的大芯数光缆。
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