中國光纖技術突破：空心光纖實現 51.3 Tb/s 超高速傳輸 206 公里免再生，AI 時代頻寬瓶頸有望終結？

隨著全球對人工智慧（AI）運算能力的需求爆炸性增長，資料中心之間的數據傳輸速度已成為繼處理器之後，下一個亟待解決的關鍵瓶頸。在這樣的背景下，中國光纖製造商長飛光纖（YOFC）近日宣布一項重大突破：其空心光纖（hollow-core fiber）傳輸試驗成功達到 51.3 Tb/s 的驚人速度，並在長達 206.5 公里的距離上，無需任何中間訊號再生設備。

空心光纖：突破傳統玻璃限制的傳輸革命

這項由長飛光纖與中國電信（China Telecom）、光學設備製造商德科立（Dekoli）合作進行的試驗，並非僅限於實驗室環境，而是直接在真實的網路條件下完成。研究人員成功在每個波長上實現 1.2 Tb/s 的傳輸速率，且全程無需中繼訊號再生設備，創下在實際場域條件下，未經訊號再生情況下波長分波多工（wavelength division multiplexing）容量的最高紀錄。

與傳統透過實心二氧化矽玻璃芯傳導光訊號的光纜不同，空心光纖的設計是讓訊號透過空氣填充的通道傳輸。這種結構上的根本差異，使得光線能以更快的速度行進，同時顯著減少了傳統上限制長距離傳輸效率的多種光學失真。長飛光纖先前曾指出，其空心技術能將延遲（latency）降低 31%，並將傳輸速度提升 47%。

克服技術挑戰，實現長距離穩定傳輸

儘管空心光纖在理論上具有巨大潛力，但商業部署過去一直面臨訊號衰減（signal attenuation）的挑戰，使得經濟地維持長距離、無需訊號再生的傳輸變得困難。長飛光纖的研究團隊透過多項創新技術克服了這些限制：

• 自適應分配技術：他們採用了自適應分配技術，能夠獨立調整各波長的通道速率和光功率，實現混合傳輸設定，同時減少了空氣引導光訊號特有的氣體吸收效應（gas absorption effects）所造成的損耗。
• 高功率放大器：工程師們開發了一款高功率放大器，能夠產生 33.5 dBm 的輸出功率，同時保持相對均勻的增益特性。
• 自動保護系統：考量到接近 2.24 W 的光功率傳輸可能帶來操作風險，試驗過程中部署了多個自動保護系統，持續監測連結行為，包括異常偵測系統、自動關閉功能以及警報觸發響應，以防止昂貴設備在運行期間發生故障。

值得一提的是，本次試驗僅依賴摻鉺光纖放大器（erbium-doped fiber amplifiers），而非通常用於類似距離的遠端泵浦放大系統（remote-pumped amplification systems）。過去的演示雖然也能達到類似的傳輸速率，但通常僅限於約 20 公里的距離；而更長距離的實驗則往往會犧牲大量的整體容量。

AI 時代的關鍵基礎：網路性能與頻寬瓶頸

這項實驗的時機，恰逢全球對 AI 工具需求加速增長之際，這些工具需要前所未有的資訊移動速度，以在世界各地的資料中心之間傳輸。大型 GPU 叢集越來越依賴網路性能，這創造了單純增加運算資源也無法解決的限制。

更低的延遲傳輸，將使營運商能夠將設施分佈得更遠，而不會因距離增加而影響 AI 訓練與推論效能。長飛光纖相信，這次試驗標誌著空心光纖技術邁向更廣泛部署的重要進展，儘管中國供應鏈之外，競爭性的空心光纖生態系統也正在迅速崛起。

儘管這類實驗能否徹底消除頻寬瓶頸仍不確定，但網路限制的重要性，確實已日益與運算限制本身並駕齊驅。長飛光纖的這項成就，無疑為未來 AI 基礎設施的發展，點亮了一盞關鍵的明燈。