《科創板日報》9月9日訊（編輯 宋子喬） 光+空氣，光通信的速度和質量會實現怎樣的躍遷？

近日，由微軟支持的Lumenisity研究團隊宣布，其研發的新型空芯光纖實現了有史以來最低的信號衰減水平。這一成果于9月1日發表在國際權威期刊《自然•光子學》（Nature Photonics）上，標志著光通信技術迎來重大突破。

空芯光纖是什么？

它是一種新型光纖結構，該結構由多層微米級厚度的同心玻璃管構成，這些管壁如同微型反射鏡，將光不斷反射回中央空氣通道內，同時抑制高階模式。

由于核心區域設計為空氣介質，這種空芯光纖不再依賴傳統的實心石英玻璃導光，而是利用空心玻璃管傳輸光信號。簡單來說，光信號的傳輸介質從實心玻璃（石英玻璃制的纖芯）變成了空氣、惰性氣體或真空。

空心區域內的空氣相比于傳統光纖的固體材料具有更低的光吸收和散射損耗，使得光信號能夠以更小的衰減進行長距離傳輸，打破了現有光纖在信號損耗方面的物理極限，可顯著提升數據傳輸效率和距離。

嚴格意義上說來，“空芯光纖”這個概念并不那么新，早在20世紀60年代就已有人提出空芯光纖的設想，但受限于技術而沒有實現。此前的空芯光纖因光信號容易泄漏，損耗通常超過1dB/km，難以用于長距離通信。

微軟研究團隊實現此次突破的關鍵在于，采用的新型雙層嵌套反諧振無節點光纖（DNANF）結構，周圍包裹精細的二氧化硅薄環，利用光子帶隙效應將光有效約束在空氣芯內，極大減少了與材料的相互作用。

研究人員指出，空芯光纖不僅能提升45%傳輸速度，還能在不犧牲帶寬的前提下實現更遠距離的數據傳輸。他們在1550納米波長下實現了0.091dB/km的衰減水平，打破了當前最先進的石英光纖0.14dB/km的理論極限。這一數值是自1980年代以來首次取得顯著進展，被研究團隊稱為“過去40年波導技術領域最值得關注的進展之一”。

這種光纖還在66THz的寬光譜范圍內實現低于0.2dB/km的損耗，遠超傳統石英光纖僅在狹窄通信波段才能實現的性能。其色散比傳統光纖低七倍，未來有望簡化收發器設計，并降低網絡設備的能耗。

目前，在AI、算力、大數據等領域對光纖產品性能需求不斷提高的形勢下，空芯光纖的性能優勢有望開辟光通信新時代。

產業化進程推進中

值得注意的是，微軟已經在實際場景中應用空芯光纖技術。

Lumenisity擁有先進的空芯光纖技術，微軟于2022年收購Lumenisity后便一直致力于推動空芯光纖技術從實驗室走向產業化。當時該技術的損耗仍高達2.5dB/km。目前，已有約1200公里的新型光纖投入現網運行，承載真實業務流量。

2023年11月微軟推出新一代空芯光纖技術；2024年11月，微軟在年度旗艦大會Ignite 2024上宣布，未來24個月計劃在Azure全球網絡中部署1.5萬公里空芯光纖，重點支撐人工智能和高性能計算場景下的低延遲、大帶寬需求。

隨著AI驅動數據中心互聯需求的增加，光纖產業加速演進，微軟之外，國內外大廠也在加速布局空芯光纖。

國內方面，運營商走在前面。2025年7月29日，中國移動于廣東開通我國首個反諧振空芯光纖商用線路，服務深港跨境金融業務，該線路部署后平均損耗0.085dB/km，最低達0.065dB/km，刷新全球商用紀錄；2025年6月4日中國電信廣東分公司、國際公司發布2025年混合光纜集中采購項目招標公告，采購產品中包含大量空芯光纖，中國銀河證券表示，按最高投標限價計算，目前空芯光纖單價3.7-3.8萬元/芯km，較第一標降低約1/4，普及推進速度超預期。

中國銀河證券表示，空芯光纖在金融高頻交易、分布式智算中心等時延敏感場景，IDC互聯、海底光纜等大容量長距離傳輸場景，工業與醫療激光、量子通信等高功率特殊場景中應用廣闊。中信證券表示，看好隨著空芯光纖的技術標準化，其規模化應用拓展至更多場景。

從公司來看，國內長飛光纖具備km級交付能力；長盈通具備空芯光纖和保偏光纖的研發、生產與銷售能力；亨通光電在7月推出了空芯反諧振光纖；中天科技研發出反諧振空芯光纖。

不過目前由于量產工藝升級和行業標準缺失等問題，空芯光纖產品離大規模商用還有一段路要走。據了解，在生產過程中，空芯光纖的結構很難進行理想的控制，以至于大批量、大長度的生產目前難以實現；又比如，由于實芯光纖仍是市場主流，在落地應用中空芯光纖與實芯光纖的轉接也是一大問題。