【专家视点】北邮华飞李春生：光纤通信新一轮技术革命开启 新型光纤应运而生

随着大数据、云计算、高清视频等应用的不断兴起和发展，流量呈现爆发式增长，依照目前发展趋势，到2020年光纤容量将出现饱和，互联网产生的数据流量将超过光纤网络信息传输容量。从40G到100G，再到面向未来的400G、1T等更高速率WDM，光传输网络性能的持续提升促使业界需要突破现有光纤的性能瓶颈，研发适用于400G、1T以及未来更高速率的新型光纤技术。而5G时代的提前到来，更是让这一需求变得更为迫切。

“当前光通信网络的容量增速已不能满足快速增长的互联网流量增长的需求，5G的发展会加速光通信网络容量危机的到来。”北邮华飞研究所副所长李春生在为《光电通信》杂志撰写的《浅析未来光通信用新型光纤》一文中指出，5G时代光纤通信网络面临更大的挑战，迫切需要研究开发应用一些新型光纤，比如超低损耗大有效面积光纤、超大容量光纤。

G.654.E光纤商业化进程提速

相对于传统光纤来说，超低损耗大有效面积光纤（G.654.E）具有无可比拟的优势，其具备衰减低、增加进光率的属性。正是因为如此，这一新型光纤备受运营商青睐。

“为了满足未来400G和超400G传输网络的需要，新建骨干网络或者原有骨干网络的更换升级还是更适合采用超低损耗大有效面积光纤。” 李春生表示，面对400G时代及超400G的Tbit/s时代，G.654.E光纤可以充分满足商用需求，成为骨干传送网建设的重要选择。

G.654.E光纤成为未来骨干网建设的重要选择成为行业共识，但由于价格、技术等相关方面的原因，G.654.E光纤在当下并未获得规模应用，前段时间中国联通G.654.E光纤集采流标就是典型的体现。单从层面上来说，G.654.E光纤比传统G.652光纤价格要贵很多，但是综合整个建网来看，成本增加有限。“采用新型的超低损耗光纤虽会增加网络建设成本，但光纤部分增加的成本最后核算到整个网络系统建设中，带来的整体成本增加的比例并不大。”正如李春生所说，由于G.654.E光纤可以延长无电中继传输距离，这就意味着需要的中继站设置更少，可以大幅降低设备投资以及资源消耗成本。

“未来，G.654.E光纤会吸收G.652D的优越性能，比如抗微弯性能，使其能更好的应用在骨干传输网络中。另外生产效率地提高可以促使G.654.E的成本降低，规模性应用也能进一步推动价格的下降，G.654.E的商业化进程会因为其性价比的提高而得到提速。”李春生十分看好G.654.E光纤的未来发展前景，但同时也表示担忧，“在目前的市场氛围下，G.652光纤的公开集采市场价格已接近成本，而处于应用初期的G.654.E光纤如果也被按照这个逻辑去估价，其应用前景颇为堪忧。”

超大容量光纤发展前景良好

5G网络时代网络下载速度以10Gbps为目标，随着移动互联网、云计算、大数据、物联网应用的快速兴起，5G时代需要强大的光传输系统支撑，尤其是骨干网传输用光纤，需要满足“超大容量、超高速率、超长距离”的传输需求。

“如今普通单模光纤的传输容量可达100Tbit/s，己经接近香农定理的传输极限，然而这却难以满足当今信息社会数据化及智能化对数据传输流量指数级增长所希望的容量需求。”李春生认为，为应对5G时代流量爆炸式的增长需求，光纤需要新技术的注入以面对即将到来的容量危机的挑战，空分复用技术应运而生。

作为唯一能够实现频谱效率数倍提升的技术，空分复用技术可以通过采用少模、多芯或者两者相结合的方式来实现单根光纤中多个传输信道的同时工作。在这项技术中，少模光纤和多芯光纤得到了最为广泛的应用。

“随着空分复用相关技术的发展和多芯光纤传感技术的发展，多芯光纤将是未来的一个重要的光纤发展方向。用户可定制特定串扰水平的多芯光纤以及光纤涂层，充分满足多芯光纤在通信、传感、工业、医疗等领域的广泛应用。”除了对多芯光纤的未来发展前景看好外，李春生还悉数了少模光纤的优势，“少模光纤可成倍提升光纤信道的传输容量，降低通信系统对模式耦合引起的信道串扰和模间色散处理的复杂度，有效降低光纤中非线性效应的影响，可以容忍输入更高输入功率的信号光，对提高信道的光信噪比及传输距离起到有益作用。”

面对高速发展的互联网时代，多媒体视频业务和数据应用快速发展，互联网流量增速日渐超过光网络传输容量的增长，光纤容量的增长力不从心。对此，李春生表示，“为应对光网络传输容量危机，光纤通信的新一轮技术革命已经开启，超低损耗、多芯光纤、少模光纤等新型光纤已应运而生，为人类的光通信事业继续开拓辉煌前景。”