随着人工智能、高性能计算、云计算以及算力网络的快速发展,网络性能的衡量标准正从“带宽优先”逐步转向“带宽与时延并重”。过去二十多年,光通信技术持续围绕提高传输速率、扩大传输容量以及提升光谱效率展开创新,而当前的新一轮技术演进,则开始聚焦于更深层次的问题——如何进一步缩短信号传播时间。
图摄于武汉光博会长飞光纤展台
在这一背景下,空心光纤(Hollow Core Fiber,HCF)成为全球光通信领域的重要研究方向之一。今天给大家简单介绍一下空心光纤技术原理与产业进展综述,如有不足欢迎大家加群或评论区交流探讨。

加入方式可查看“艾邦光通信”公众号底部菜单栏

一、技术原理

 

空芯光纤核心结构为中央中空空气通道,外围由精密设计的微结构玻璃包层构成,通过光子带隙或反谐振效应将光能量约束在空气芯内传播。由于空气折射率近似为1,光信号传播速度显著提升,理论时延可降至3.3~3.5微秒/公里,较传统单模光纤降低约30%~35%。这一物理层改进为超低时延网络提供了新的基础支撑。

 

图摄于武汉光博会中国信科展台

 

二、核心性能优势

除传播时延优势外,空心光纤在以下几个方面亦展现出显著特性:

  • 非线性效应抑制:光能量主要分布于空气中,与玻璃材料的相互作用大幅减弱,克尔效应、受激布里渊散射及四波混频等非线性现象得到有效抑制,从而支持更高光功率传输,有利于长距离高速系统设计。

  • 频谱扩展潜力:部分空心光纤结构可支持更宽的工作波长窗口,为波分复用系统提供更多信道资源,有助于提升单纤总传输容量。

  • 传输损耗持续优化:近年来,通过预制棒制备、拉丝工艺及结构设计的不断改进,空心光纤的衰减系数已接近传统单模光纤水平,部分研究成果达到0.04 dB/km以下。

  • 环境适应性增强:因光与玻璃接触比例降低,光纤在特定环境下的稳定性有所提升,同时其结构特性有利于链路监测与故障诊断。

三、产业应用与重点部署场景

当前,空心光纤的主要应用方向集中于对时延高度敏感的关键网络节点,尤其是数据中心互联(DCI)领域。随着AI训练集群、超算中心及分布式计算平台的规模扩张,跨楼宇、跨园区乃至跨城市节点间的数据同步对时延提出严苛要求。空心光纤在此类场景中能够有效缩减链路往返时延,改善整体计算效率。

图源远东股份、侵权联系删除

实际部署方面,园区级数据中心互联、超算中心高速连接、人工智能算力中心组网等已成为主要落地场景。尽管短距离内部布线仍以传统多模光纤为主,但中长距离的互联链路正逐步引入空心光纤作为补充方案。

四、国内外主要企业及最新动态

空心光纤已从实验室研究进入工程化阶段,全球多家企业积极推进产业化进程。

1、国内企业

  • 长飞光纤:该公司在空心光纤领域居于全球商用前列。截至2026年6月,累计交付超过10,000芯公里,最低衰减达0.04 dB/km,最长拉丝长度91.2公里,商用线路最长达100公里。2025年,长飞助力中国移动、中国电信、中国联通分别完成首条空芯光纤商用线路开通,其中中国电信粤港线路连接东莞与香港数据中心,双向时延低至0.93毫秒。

    图源官微,侵权联系删除

     

    2026年3月,长飞在MWC大会发布空心光纤品牌HollowBand®。2026年6月,中国电信与长飞公司,联合德科立共同完成的全球首个现网空芯光纤单波1.2Tb/s超长单跨无中继波分传输系统试验圆满成功。

图摄于武汉光博会长飞光纤展台

  • 亨通光电:2025年中标中国移动宁夏数据中心互联项目,线路总长246公里,系国内首次将空芯光纤应用于数据中心互联,亦是全球首次获得云服务商商用订单。公司已掌握反谐振空芯光纤全链条制备技术,特定波段损耗≤0.2 dB/km,具备批量交付能力。

    亨通已完成空芯光纤限制损耗、表面散射损耗、微弯损耗的综合优化,技术水平达到国际先进,具备规模化批量交付能力。预计2026年底,亨通将在空芯光纤领域布局二十项专利,覆盖预制棒组装、拉丝加压、密封及气压、拉曼放大系统等核心工艺。

    26年8月14日,艾邦将在苏州举办光通信产业链技术交流论坛,届时亨通通信产业研究院的张曜晖副院长将给大家分享光纤预制棒与新型光纤:空芯光纤、多芯光纤的制备工艺及在数据中心互联中的应用,期待大家与会交流。

  • 烽火通信自主研发四管双嵌套式空芯光纤,兼顾机械强度与弯曲性能,目前处于试点验证及小规模商用阶段。6月18日电,烽火通信消息称甘肃电信联合烽火通信在庆阳“东数西算”节点成功完成空芯光纤混合光缆试点部署。 2026年7月,公司申请空芯光纤连接器相关专利。

空芯光纤,摄于武汉光博会中国信科展台

  • 远东通讯:在空心光纤领域,远东通讯已申请“一种空芯反谐振光纤”专利,相关产品已获得专利认证。至2027年6月,远东通讯将实现2100吨光棒及8600万芯公里AIDC光纤及空芯光纤产销能力。其空芯反谐振光纤作为下一代T比特算力网络的核心传输方案,可实现网络时延降低30%、传输速度接近真空光速,同时支持全波段超宽传输,适配AIDC集群间高速互联的极致需求。2026年6月,远东通讯与全球综合布线第一品牌Aginode安捷诺签署长期光纤供应协议,并就空芯光纤商业化推广等议题达成合作共识

  • 中天科技:具备空芯光纤核心制备能力,2025年入围四川电信空芯光缆集采,获得首个运营商标的。6月26日,南通首座“光电协同智算中心”在中天科技正式破土动工,建成后将为 “AI+制造”筑牢自主可控的算力底座。项目规模化搭载400G/800G/1.6T 高速光模块、MPO光纤连接器、空芯光纤光缆等超低时延互联产品。

     

    176A2515.jpg

     

  • 蓝思科技:2026年6月通过全资子公司蓝思光电收购同昇光电控股权,切入空芯光纤领域。同昇光电拥有自主基础结构专利,实现核心拉丝装备国产化。

  • 大族激光:2026年6月拟收购领纤科技51%股权,并投资建设光纤及预制棒项目。领纤科技具备空芯光纤一体化解决方案能力,2026年最低损耗降至0.038 dB/km。

  • 长盈通:空芯反谐振光纤:突破实芯光纤损伤阈值与非线性权衡,是高功率激光传输的理想选择。

     

  • 中国科学院上海光学精密机械研究所:设计并制备了新型高单模纯度反谐振空芯光纤和中红外空芯光纤,其中基于双包层反谐振结构的空芯光纤实现了高达60 dB/m的高阶模式抑制比;同时研制出大纤芯中红外空芯光纤,在3 μm波段实现50 dB/km级传输损耗,并完成百飞秒激光脉冲的高保真传输。 
  • 特发信息:紧抓AI算力基础设施建设窗口期,特发信息聚焦空芯光纤、IDC4.0微模块、MPO连接器等关键产品研发生产,以自产硬件为抓手,拓展智算中心EPC总承包、机房部署、算力、集群运维等现代服务业务。2024年落地全球首个800G空芯光纤试验网、国内首条1.2T超低损空芯传输链路,多项技术指标跻身国际一流,前沿技术顺利从实验室转向商用落地。

     

2、国际企业

  • 微软:2022年收购英国初创公司Lumenisity,2024年底宣布未来两年在Azure全球网络部署15,000公里空芯光纤。2025年9月与康宁、贺利氏达成战略合作,推动规模化生产。

  • 康宁:承担微软空芯光纤的生产制造任务。

  • 谷歌、AWS:已启动相关技术测试,AWS于2026年初开始商用部署。

  • 其他:NKT Photonics(丹麦)、OFS(日本古河电工)、普睿司曼(意大利)等持续开展研发;初创企业Relativity Networks于2025年完成610万美元融资。

五、发展挑战与前景展望

尽管技术优势明确,空心光纤的大规模普及仍面临若干现实制约。首先,制造成本显著高于传统光纤,2025年国内市场价格约为每芯公里3万~3.6万元,约为普通光纤的2000倍。其次,熔接、连接及施工工艺需配套专用设备,现场操作规范尚待成熟。此外,全球产能有限,行业标准与测试体系仍在完善之中。

从长远来看,AI算力需求的爆发性增长正驱动光网络向“光纤到GPU”方向演进,低时延互联成为刚性需求。预计2025至2030年间,智算中心相关光纤需求年均复合增长率将超过20%。空心光纤不会替代传统单模光纤,而是在高价值、高敏感度节点发挥补充与增强作用,两者将协同构建新一代光通信基础设施。

随着制造工艺突破、产业链协同推进及标准化进程加速,空心光纤有望在未来数年内从点状示范走向更广泛的商用部署,为数字基础设施的持续升级提供关键技术支撑。

资料来源于网络,艾邦光通信整理

欢迎加入艾邦光通信产业链交流群,与行业专家、技术大咖、供应链伙伴共同探讨:技术路线选择与演进趋势、供应链瓶颈与国产替代机遇、前沿成果与产业化进展、上下游协同与生态共建。

加入方式可查看“艾邦光通信”公众号底部菜单栏

推荐活动:光通信产业链技术交流论坛(2026年8月14日 苏州)

作者 808, ab