NTT（日本电话电报公司）近日宣布成功开拓超越传统光通信波段的新型超长波长"X波段"，并实现传输容量超传统10倍（160Tbps/太比特每秒）、传输距离达1040公里的技术验证。
【图片】验证实验概要及网络构成实例
该技术通过积极利用光纤中特有的非线性作用进行传输设计，采用全球最大波长范围（27THz）的超宽带波分复用（WDM）信号，实现了覆盖日本骨干网核心区间（东京-名古屋-大阪）的1000公里以上长距离大容量光传输。
NTT未来网络研究所传输创新研究部组长小林孝行表示："通过开拓新波段与开发超宽带放大中继技术，即使在现有已铺设的光纤线路上也能实现容量大幅提升。NTT将持续深化自有器件技术与光传输技术的融合，为2030年代IOWN/6G时代的全光网络（APN）演进推进研发。"
新开拓长波长领域（X波段）实现27THz频谱资源覆盖
国际电联（ITU-T）定义的光信号传输波段包括：S波段（1460-1530nm）、C波段（1530-1565nm）、L波段（1565-1625nm）、U波段（1625-1675nm）。其中C/L波段是长距离光通信的主流波段。
本次NTT新开拓的X波段（1675-1702nm）属于ITU-T未定义范围，由NTT自主命名。NTT解释："ITU-T历来基于光纤损耗最低点定义通信波段。由于超过U波段的长波长曾被认为不适合信号传输，故未予命名。"
2024年9月，NTT曾发布采用PPLN光参量放大（OPA）技术的波长批量转换方案，将传输范围从C/L波段扩展至U波段，实现14.85THz频谱资源利用和115Tbps/800公里传输。本次成果在此基础上进一步延伸至X波段，最终实现S/C/L/U/X五波段共27THz频谱覆盖。
小林组长指出："主流C/L波段传输系统约使用4THz频谱，而新技术可扩展至其6.7倍以上，在实现1000公里级传输距离的同时，容量达到传统技术的10倍以上。"
覆盖S-X波段的超宽带光放大中继器
本技术包含两大核心：
首先是覆盖S-X波段的超宽带光放大中继器开发。通过OPA波长批量转换技术，将转换范围扩展至X波段，实现C波段与X波段间的双向转换，同时通过新增OPA模块实现S波段与C/L波段的连接。
"利用宽带波长转换技术，我们实现了27THz超宽带WDM信号的放大中继。该方案复用现有C/L波段掺铒光纤放大器（EDFA）资源。"陆地光传输网通常每80公里需设置中继放大器。新方案通过OPA将U波段转为L波段、X波段转为C波段、S波段分割转为C/L波段，最终借助传统EDFA完成信号放大。
采用的PPLN波导模块直接沿用了2024年9月发布的技术成果，仅扩展了转换范围。
其次是利用通道间受激拉曼散射（ISRS）解决长距离传输难题。"C/L波段功率变化微弱，但超过U波段后，石英光纤吸收特性导致损耗急剧上升。加之ISRS效应引发的短波长向长波长功率转移现象，使得传输条件复杂化。新技术通过基于高斯噪声模型的传输质量预测算法，主动利用ISRS效应优化发射参数。"
该技术通过适度提高短波长发射功率补偿ISRS损耗，使频谱两端的X波段与S波段实现均衡损耗。小林表示："实验证实S波段因ISRS导致跨段损耗增加，而X波段损耗反而降低，最终使两端达到可传输的平衡状态。"
东京-大阪1040公里传输实现160.2Tbps
验证实验采用五波段27THz系统，在80公里中继间隔的循环测试中，东京-名古屋560公里传输速度达189.5Tbps，东京-大阪1040公里传输速度达160.2Tbps。
小林总结道："我们在现有单模光纤上创造了500/1000公里级传输的世界纪录，验证了X波段太比特级传输可行性。相比现行16Tbps干线系统，实现6.7倍频谱扩展和10倍容量提升。这项技术为IOWN/6G时代的频谱储备奠定了基础，但需继续提升OPA成熟度并优化经济性方案。"
关于进一步扩展波长范围，NTT表示："理论上虽可行，但超过1700nm后光纤损耗急剧上升，X波段已是现实应用的极限。"
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