数据传输界的“潜力股”——空芯光纤

发布时间：2026-01-12

随着算力需求的爆发式增长，海外数据中心已迈入万卡、十万卡集群的新阶段。数据中心互联、超大算力集群衔接以及城域网传输，都面临着海量数据的传输压力，此时数据中心互联（DCI）成为了关键所在。而空芯光纤这位通信领域的 “潜力股”，凭借超强性能脱颖而出，成为 DCI 的核心解决方案，预计不久后就能实现大规模商用，在行业内掀起热潮！

三大运营商（移动、电信、联通）早已对它青睐有加！据 ICC 统计，2025 年这三家企业将争相部署空芯光纤，集采总量超400 皮长公里（1 皮长公里 = 1 公里），足以见得行业对这一下一代通信技术的热切期待～

空芯光纤 vs 传统光纤先说说我们熟悉的传统光纤，它本质上是由极高纯度玻璃制成的纤维，依靠 “全反射” 原理，把光限制在实心玻璃芯里传输 —— 就像给光修建了一条专属玻璃隧道，让它只能沿着固定方向前行。但玻璃存在一个难以避免的 “小缺陷”：无论纯度多高，光在传输过程中总会出现损耗，而且这种损耗还无法突破物理极限。

空芯光纤则彻底颠覆了这一传统思路：既然玻璃作为传输介质有它的局限性，那让光在空气里奔跑行不行？

初中物理里有个简单公式：v=c/n（v 是光的传播速度，c 是光在真空中的速度，约 30 万公里 / 秒，n 是介质的折射率）。通俗来讲，介质的折射率 n 越小，光的传播速度就越快！空气的折射率大约是 1，是已知物质中最小的；而水、玻璃等介质的折射率都大于 1（比如玻璃的折射率在 1.5-1.9 之间）。这就意味着，光在空气里传输，速度远超在玻璃中，简直像开了 “加速器” 一样！

怎么把光 “锁” 在空气里？ 

传统光纤的全反射，依赖 “纤芯折射率 n1＞包层折射率 n2” 的条件。

但空芯光纤的中心是空气（折射率约 1），包层材料的折射率必然大于 1，这就导致 “n1＜n2”，无法满足传统全反射的要求。

因此，空芯光纤需要通过特殊设计的包层结构，才能把光牢牢 “锁” 在空心通道里。目前主流技术路径主要有两类：

01光子带隙型：

给光划好 “禁行区”这种光纤的核心技术原理是 “光子带隙效应”。它的包层由多层不同折射率的材料叠加而成，还带有周期性排列的空气孔结构，看起来就像一圈排列整齐的 “栅栏”。这些 “栅栏” 的缝隙尺寸经过精密计算，能够精准 “掌控” 特定波长的光。

我们可以把光比作波浪，当它试图从 “栅栏” 缝隙径向穿出时，“栅栏” 会引发复杂的干涉效应 —— 就像两波海浪相撞后互相抵消一样，直接阻断光的横向传播路径，形成一道 “隐形的墙”。这道 “墙” 所覆盖的范围就是 “光子带隙”，相当于光的 “禁行区”，处于该区间内的光无法越界，只能被限制在空心通道中沿轴向传输。

02空芯反谐振型：

给光装上 “反弹镜”这类光纤的技术核心是 “反谐振效应”：当光线满足谐振条件时，会在管壁内发生谐振并透射出去；而不满足谐振条件的光线（也就是我们需要传输的目标光信号），则会被管壁反射回空气纤芯，从而实现稳定传输，“反谐振光纤” 也因此得名。

空芯反谐振光纤的中心空心区域，就像 “迷宫里的空旷大厅”，四周的包层并非实心墙体，而是由许多精心排布的 “镜子”（即微结构玻璃管）组成。当光试图跑出 “大厅” 时，会撞击到周围的 “镜子”，而这些 “镜子” 有个特殊本领 —— 只对特定方向、角度的光（目标光信号）进行 “强力反弹”，对不需要的杂散光（处于谐振波段的光）则如同 “透明” 一般，让其漏出并自然损耗。

国内企业在该领域已取得重要突破：烽火通信通过自主研发，依托升级的精密控制平台与改进型双嵌套结构，让空芯反谐振光纤在通信窗口实现了稳定低衰减性能。经截断法测试，其在 1550nm 波段的最低衰减值达到 0.063dB/km，性能已跻身国际先进水平。

实用场景大解锁

01通信领域：

时延敏感型场景空芯光纤的低损耗、低时延特性，让它成为光纤通信领域的理想选择，尤其适配时延敏感型场景 —— 比如实时通信、自动驾驶、远程医疗以及工业制造等。在这些场景中，空芯光纤能有效提升数据传输速度、降低信号损耗，就像给数据装上了 “光速快递”，眨眼间就能送达目的地，再也不用苦苦等待加载！

02传感领域：

高精度环境感知空芯光纤具备更强的灵活性和大孔径特性，可广泛应用于光学传感领域，实现对环境参数的高精度测量。无论是测量温度、压力、流量，还是检测化学成分，它都能精准捕捉细微变化，在工业监测、环境监测、医疗检测等领域拥有广阔的应用潜力。

03激光应用领域：

高功率需求空芯光纤的优异散热性能，使其能够承受高功率激光的传输需求。工业生产中的激光切割、刻蚀，医疗领域中对人体深处病变组织的成像与治疗，都可以借助它来传送激光 —— 既安全又高效，为高功率激光技术的应用拓展提供了关键支撑。

NOEIC的探索成果

作为行业重要参与者，NOEIC 在空芯光纤的技术验证与应用探索中取得了显著进展：

2024 年，NOEIC 联合烽火通信、鹏城实验室、中国信科集团光通信技术和网络全国重点实验室及武汉飞思灵微电子技术有限公司，发布了业内首次基于空芯光纤的 S+C+L 超 270T 大容量实时传输系统实验。该实验实现了 19.65THz 超宽带 S+C+L 波段的实时传输，单纤双向同波长传输的最大传输容量超过 270Tbit/s，单波速率最高达 1.2Tbit/s。这一成果，为800G、Tbit+传输系统与空芯光纤的结合，提供了扎实的理论基础与可行的实践依据。

此外，NOEIC联合烽火通信基于自主研制的硅光量子密钥分发偏振编解码芯片器件，以及中试线光传送网络环境，完成量子、经典通信共空芯光纤传输系统实验，成果在2025亚洲通信与光子学会议（ACP2025）获得报道。这一突破为空芯光纤在量子通信领域的应用（如量子密钥分发、量子隐形传态）开辟了新方向，有力推动了 “量子 + 经典” 融合通信的技术发展。

空芯光纤的崛起，为通信技术的升级迭代注入了强劲动力。国内空芯光纤技术也正在加速从试验走向商用，长飞发布了0.05dB/km全球最低衰减空芯光纤，领纤科技实现了83公里的最长单跨拉丝长度，中国移动开通国内首条商用线路服务深港金融，中国电信建成单波1.2T、单向超100T现网示范。

与此同时，NOEIC 也始终站在这一领域的探索前沿，用实打实的技术成果书写着创新篇章。未来，NOEIC 将继续助力空芯光纤技术的深化与拓展，在更多应用场景中探索创新，与行业伙伴携手，推动下一代通信技术迈向更高峰，用技术创新连接数字未来，为全球算力互联的发展贡献坚实力量。