中国信通院敖立:新型光纤技术赋能AI智算网络能力升级
C114讯 9月11日消息(艾斯)新型光纤技术已成为决定智算底座效率与成本的关键变量,并迎来规模化前夜。
在本周于深圳举办的第27届中国国际光电博览会(CIOE中国光博会)期间,C114联合CIOE举办“AI+新型光纤应用论坛”,以“光启智能 纤联未来”为主题,聚焦AIDC高密光互连、空芯光纤、G.654.E干线部署、测试与运维等核心议题。
中国信息通信研究院副院长敖立在论坛上围绕新型光纤技术标准和产业进展发表重要演讲。“AI算力中心的光纤用量可达传统数据中心的5-10倍,成为行业增长新引擎。”他指出,面向智算互联的超高密度、超大容量、超低时延需求,光纤在集成度、传输性能等维度需要实现全方位性能突破,技术创新加速。
根据CRU数据,2026年全球云数据中心光缆需求预计超过1亿芯公里,上半年全国光缆线路总里程达7612万公里、同比增长3.2%,我国棒纤缆出口“量价齐升”。
值得注意的是需求结构的此消彼长:在国内市场,数据中心、无人机等新兴应用场景对光纤的需求快速增长,传统电信用光缆的需求比重则持续下降。智算中心建设已成为拉动光纤需求增长的核心动力——技术、试点、标准与架构的全面演进也随之提速。
技术演进:多模、单模、多芯、空芯 多 路线并行
AI算力基础设施建设对光纤提出了超高互联密度、超高速大容量、超低传输时延的严苛要求:单机架光纤芯数可达千芯量级,光通道带宽正向800Gbps、1.6Tbps及更高速率演进,超低时延则直接决定AI分布式训练效率与推理响应速度。
需求结构随之分化——按距离分为机柜内互联(Scale up,小于10米)、机房内多机柜互联(Scale out,10米至2公里)、集群间互联(Scale across,大于2公里)三个层次,三者要求各异,传统的“一种光纤打天下”模式正在失效。
“新型光纤是支撑AI算力中心的关键基础设施,针对高密度互联、低时延传输、长距组网等需求持续技术迭代,多模、单模、多芯、空芯等光纤技术并行发展,构建算力网络高速、高效、高可靠的物理传输底座。”敖立表示。
在技术路线上,他同时给出了四类光纤的清晰定位:多模光纤以低成本、高耦合效率支撑机房内、机柜间的短距高速互联;单模光纤仍是长距高速传输的效能标杆;多芯光纤通过空分复用提升集成度;空芯光纤则以新型结构突破实芯光纤的性能极限。
具体来看,面向800G及以上短距光模块,VCSEL温漂催生了增强型多模光纤的应用,主要厂商均已具备相应产品。高密度布线与抗弯需求推动部分产能向G.657光纤转移,其中G.657A1和G.657 A2需求增长最强劲,总体占比可超20%。
长距侧,单模光纤被定位为“中长距传输优选”:G.652.D光纤持续向超低损耗方向优化提升,仍是长途干线大规模部署的主流光纤,G.654.E光纤成为骨干长途和城域光传输系统部署优选;单模实芯光纤具备C+L多波段大容量传输能力,短距容量(O/E/S/C/L波段)可超 400Tb/s、千公里量级可超100Tb/s。其应用场景也已从数据中心间互联延伸至智算中心内,直接支撑AI智算中心800G/1.6T超高速光互联,并保障城域、跨省算力调度。
与此同时,基于多芯光纤的光传输容量持续提升,技术成熟度逐步提高,正从应用探索迈向工程化落地新阶段。多芯光纤以2至24芯、125微米包层设计兼容现有网络,可节省40%-70%布放空间,传输容量可达Pbit量级。目前现网验证已经跑通。预计到2030年多芯光纤需求超270万芯公里,可大部分复用单模光纤制备能力。
另外,空芯光纤需求场景逐渐增加,凭借低时延、低损耗、低非线性等性能优势,正加速赋能数据中心互联、金融高频交易、长距传输等高价值场景。眼下空芯光纤市场仍处于试验试点阶段,2026至2030年年均增长率将超过80%,2030年全球需求可达80万芯公里,多芯光纤总需求中,预估2030年数据中心互联需求占比达62%。
挑战与机遇并存 统一标准体系尚待构建
在肯定新型光纤技术快速发展的同时,敖立也直言眼下产业推进和部署应用仍面临多重挑战。
以空芯光纤为例,该技术尚面临五大工程化难题待解:单根预制棒可拉制长度不足100 公里,且结构稳定性、损耗平坦性、良品率待提升,制备工艺成熟度不高;水汽侵入、温度敏感等使环境适应能力不足,寿命暂无法评估;高功率宽谱放大器、连接器等配套器件产业生态不完善;缺乏光纤特性的全链路测评标准体系,部分关键指标的测评方法尚未标准化;现网熔接时间长、损耗较高,工程施工、维护规范尚未形成。
标准化是新型光纤从“能做”走向“能用、敢用”的关键门槛。敖立强调,整体来看新型光纤的国际国内标准体系仍待构建。
在多芯光纤方面,ITU-T SG15已于2025年3月立项G.smmcf与G.csmcf标准,启动基于单芯G.652/G.654的“单模弱耦合多芯”特性研究,预计2028年发布;产业侧,康宁、住友电工、藤仓与TeraHop于2026年3月成立四芯空分复用多芯光纤多源协议(SDM4 MCF MSA)联盟,研制面向AI数据中心的4芯光纤规范。国内中国通信标准化协会(CCSA)TC6已完成3项空分复用课题,涉及光纤特性、光器件、传输系统;已立项多芯海缆研究课题1项。
在空芯光纤方面,ITU-T SG15于2026年7月联合立项研究报告“Hollow-core fibre technologies and systems”,报告研究范围包括关键特性、应用场景、系统要求、互操作性、部署和维护等;国内CCSA已立项“通信用空芯光纤传输特性测试方法”行业标准1项,并先后立项 6 项相关课题涉及光纤、光器件、超高速光传输系统。
敖立在演讲最后强调,未来网络不会是某一种光纤的独角戏,而是多芯、空芯等新型光纤按需部署、与传统光纤互补发展的异构融合格局:增强型多模支撑短距超高速互联,高密度光纤构筑算力互联通道,多芯与空芯在各自适配的高价值场景加速落地,共同承载智算互联、5G-A/6G和算力互联等新业务和传统业务的差异化需求,构建多种光纤融合的异构网络。
主题:光纤