编者按

勇担强国使命,铸造“国之重器”

勇攀科技高峰,攻坚核心技术

坚持“顶天立地”

为国家区域经济发展提供有力支撑

发展新质生产力,推进高质量发展

国家有需求,广工有作为

本期是

“攀撑广工”系列报道第8期

聚焦广工学科“硬实力”

彰显学校发展“新”活力

想象一下

在距离数百公里的

海岛或荒漠中建立通信

最大的挑战是什么?

距离问题不容忽视

在光纤通信中

信号在长途传输中会不断衰减

为确保通信畅通

往往需要建设中继点来“充能”

尤其在无人区等严苛环境下

会极大增加成本,甚至降低传输可靠性

现在,这个问题有了全新的解决方案

打开网易新闻 查看精彩图片

图 | 沙漠中的通信基站

近日

中国电信、长飞、华为、广工

组成的科研团队

基于空芯光纤技术

一举创下

单波800Gbps、1.2Tbps

实时系统超长单跨无中继传输

世界新纪录

把“高速+长距”的通信极限

又往前推了一大步

1秒传完500部高清电影

如果光信号比作跑长途的汽车,光纤比作公路,光信号跑长途时会自然衰减,为了避免信号变弱甚至消失,一般需要用遥泵放大器在中途的 “专用补给段” 给信号 “充电”,或者用拉曼放大器借助传输光纤本身,让泵浦光的能量转给信号光,让信号变强。

打开网易新闻 查看精彩图片

过去要实现单波800Gbps的长距传输,需要靠两台遥泵放大器才能撑到404km,要想再多撑30km,就得用“遥泵+拉曼放大器”的组合,并借助非实时算法离线处理数据。

而这次,团队只用了最常规的EDFA光放大器(掺铒光纤放大器,核心是用掺了铒元素的特殊光纤当 “能量放大器”)就实现了下面两组纪录。

01

单波800Gbps实时传输611.9km,比之前的实时纪录足足多了174.2km,相当于从北京直接传到青岛,中途不用加任何中继器。

打开网易新闻 查看精彩图片

02

创下全球首个单波1.2Tbps实时系统超200km(实际436.1km)的无中继传输——要知道1.2Tbps的速率,相当于一秒能传完500部高清电影,现在还能一口气跑400多公里,这在全球都是头一次!

更关键的是,空芯光纤之前因“超低时延”被关注,这次实验直接验证了它在“超长距高速传输”上的潜力,相当于给未来通信打开了另一扇门。

底气足!三重硬核支撑

此次突破看似“简化配置”,但背后其实是系统、设备、光纤的协同突破,每一步都藏着技术细节。

凭借低损耗、大容量、长距离等优势,光纤已经成为国家信息基础设施的核心承载。在大数据、云计算、人工智能等创新应用的推动下,光纤通信系统扩容需求日益迫切。标准单模光纤在非线性、传输时延等方面的性能局限已经成为通信系统扩容瓶颈。空芯光纤因特殊的光纤结构和导光机制,具有宽带低损耗、低非线性、低时延等特性,为未来超大容量光通信系统提供了颠覆性传输介质。团队抓住这个优势,让单波800G、1.2T的入纤功率分别达到36dBm、34dBm(相当于信号强度拉满),同时精准控制光放大器的噪声,既保证了“传得远”,又确保了“传得清”,硬生生用常规设备撑起了大跨距传输。

打开网易新闻 查看精彩图片

图 | dBm为信号强度单位,一般而言我们的手机接收的信号强度为-40 dbm (信号超强)和 -85 dbm(信号较弱)之间

其次,这次用的线路侧设备,波特率达到155G波特(目前业界高端水平),为实现更远传输,还搭配了低阶调制技术,单波最高能支持1.2Tbps——就像开车时根据路况调整车速,既不浪费硬件性能,又能减少信号在长距传输中的损伤,让设备的“超长距能力”完全释放。

最后,在光纤层面,这次用的是最新研发的支撑管空芯光纤,它打破了传统光纤的全反射传光原理,信号不再在掺有杂质的硅基介质中穿梭,而是在气体中传输,打造了“低损耗、低时延”的传输通道。

其中,广工通感融合光子技术教育部重点实验室秦玉文教授团队开展了高性能空芯光纤熔接与接续技术研究。针对空芯光纤与实芯单模光纤熔接过程中,模场直径失配与传输介质折射率差异引起的接续损耗大,背向反射高的研究挑战,研究团队提出了低损耗低背向反射空芯光纤熔接技术,将空芯光纤的连接损耗降低至0.3 dB,背向反射从-15dB降低至-30dB。针对低损耗、高效率的空芯光纤与空芯光纤熔接需求,开展了空芯光纤熔接参数优化,提出了自动熔接新算法,将空芯光纤的熔接时间降至90s以内,单点熔接损耗小于0.05 dB。

降本增效!新突破解决“真问题”

在电力、石油等行业,这些行业的通信网络往往覆盖偏远山区、油田,铺设中继设备成本高、维护难。有了超长无中继传输,不用再频繁建中继站,既能降低成本,又能提升网络稳定性。

在近海岛屿、无人区,要接入主干通信网,“长距无中继”是关键。有了这项技术,这些区域的信息化建设能更快推进,不管是日常通信还是应急保障,都更有底气。

打开网易新闻 查看精彩图片

随着我国新型基础设施建设不断推进,对“高可靠、低成本、易运维”的通信需求会越来越高。这次验证的“极简架构”,正好能满足这些需求——既少了复杂设备,设备与安装成本、运维难度也都跟着降低了。

打开网易新闻 查看精彩图片

创新之火永不熄

报国之路永向前

致敬每一位攀登科技高峰的奋斗者

以赤子之心书写时代答卷

敢闯敢创,未来已来!

敬请期待下期

“攀撑广工”!

打开网易新闻 查看精彩图片

素材|中国电信 广工通感融合光子技术教育部重点实验室

责编|王宇涵

初审|李成瑶

复审| 杜清

终审|张育广