Китайская компания Yangtze Optical Fiber and Cable Joint Stock Limited Company (YOFC) объявила 16 июня об успешном завершении первого в мире полевого испытания волоконно-оптической линии со сплошной сердцевиной (HCF) с мультиплексированием с разделением по длине волны (WDM), способной передавать данные со скоростью 1,2 Тбит/с на длину волны на сверхдальнем участке без ретрансляторов. В ходе испытания, проведенного в сотрудничестве с государственной China Telecom и производителем оптического оборудования Dekoli, была достигнута беспрецедентная суммарная пропускная способность 51,3 Тбит/с на расстоянии примерно 128 миль (206,5 км) без регенерации сигнала.
Эти показатели, которые, по словам участников сотрудничества, являются новым мировым рекордом по производительности WDM-передачи с учетом расстояния без ретрансляции и без использования усилителей с удаленной накачкой, были достигнуты только с помощью усиления на волокнах, рубированном эрбием. Демонстрация проводилась в рамках Национальной ключевой лаборатории передовых технологий производства и применения оптических волокон и кабелей.
Успех этого испытания знаменует собой крупный скачок вперед в области оптической связи. Отличие от предыдущих результатов HCF заключается в сочетании пропускной способности, расстояния и подхода к усилению в реальной сети, а не в лаборатории. China Telecom ранее демонстрировала скорость 1,2 Тбит/с по одной длине волны еще в июле 2024 года, но только на участке протяженностью 20 километров.
В других случаях исследователи доводили нерегенерируемые участки HCF до более чем 300 километров, но при значительно меньшей пропускной способности. Передача 1,2 Тбит/с на канал на расстояние более 200 километров по коммерческому кабелю, используя только традиционные волоконные усилители с легированием эрбием (EDFA), а не бустеры с удаленной накачкой, которые обычно требуются для увеличения дальности без ретрансляции, — это то новое выдающееся достижение, о котором заявляет YOFC.
Волокно со сплошной сердцевиной — это среда передачи данных нового поколения, которая быстро становится ведущим кандидатом для сетей с высокой пропускной способностью и низкой задержкой. В отличие от традиционного оптического волокна, которое направляет свет через твердый стеклянный (кремнеземный) сердечник, HCF направляет свет по каналу, заполненному воздухом. Эта структурная разница дает несколько преимуществ. Свет проходит по воздуху примерно в 1,5 раза быстрее, чем по стеклу, что снижает задержку. Кроме того, воздушный сердечник позволяет избежать некоторой нелинейной деформации и дисперсии, присущих кремнезему. YOFC ранее заявляла, что ее технология волокна со сплошной сердцевиной может обеспечить задержку на 31% ниже, скорость передачи на 47% выше и почти нулевую оптическую нелинейность по сравнению с традиционным волокном с твердым сердечником.
Теоретически воздушный сердечник HCF должен позволить передавать гораздо больше данных на гораздо большие расстояния с меньшим количеством точек усиления. Компромиссом всегда была потеря сигнала. Коммерческое волокно со сплошной сердцевиной исторически имело более высокое затухание, чем зрелое кремнеземное волокно, что ограничивало расстояние, на которое сигнал мог пройти до того, как ему потребуется усиление. Это ограничение сокращается, и участок без ретрансляции более 200 км, достигнутый в ходе испытания, является последней вехой.
Участники сотрудничества достигли этого благодаря двум основным инновациям: одна на уровне системы, а другая в аппаратном обеспечении усилителя. На системном уровне они использовали собственную схему оптимизации для распределения скорости на длину волны и мощности канала. Вместо того чтобы подавать на каждую длину волны одинаковую скорость передачи данных и мощность, система адаптировала каждый канал к условиям линии, что позволило осуществлять гибридную передачу с использованием нескольких скоростей передачи данных, шагов между каналами и уровней мощности. Компании заявляют, что это помогло снизить потери пропускной способности, вызванные пиками газопоглощения внутри сплошной сердцевины — особенностью, присущей направлению света через воздух, а не стекло.
В аппаратной части исследователи создали усилитель высокой мощности с использованием каскадной архитектуры с двойным коэффициентом усиления и многоэлементной конструкции легирования, достигнув максимальной выходной мощности 33,5 дБм (примерно 2,24 Вт) при сохранении плоского усиления в рабочем диапазоне. Такое усиление с более высокой мощностью и более плоским профилем помогло увеличить дальность без ретрансляции без использования усилителей с удаленной накачкой, которых команда старалась избежать. Поскольку передача такой большой мощности по действующей оптической линии сопряжена с реальным риском отказа, система была оснащена средствами защиты, включая обнаружение аномалий мощности в оптическом тракте, автоматическое блокирующее отключение и механизмы реагирования, связанные с сигнализацией, для выявления неисправностей до того, как они повредят оборудование.
Ставки в этом испытании, и в HCF в целом, напрямую связаны с развертыванием ИИ. Поскольку гиперскейлеры стремятся создавать все более крупные кластеры GPU, сеть, связывающая эти кластеры — внутри центров обработки данных и по магистральным линиям между объектами — быстро становится узким местом. Более низкая задержка HCF позволяет операторам размещать объекты дальше от дорогих ЦОД с ограниченным энергопотреблением без штрафа за скорость, в то время как запас пропускной способности помогает справляться с огромным трафиком, который генерируют обучение и инференс ИИ. Те же свойства делают его привлекательным для чувствительных к задержкам рабочих нагрузок, таких как финансовый трейдинг.
Это обещание уже привлекает серьезные деньги, в основном с Запада. Microsoft, которая начала действовать рано, приобретя Lumenisity в 2022 году, в сентябре 2025 года заключила производственные соглашения с Corning и Heraeus для масштабирования производства в Azure. AWS разработала собственную HCF, заявляя об улучшении задержки на 30% по сравнению со стандартным волокном, и заявляет, что ей нужно больше, чем она может получить в настоящее время. Corning также имеет соглашения по волокну с Microsoft, Meta* и Lumen и расширяется в Северной Каролине при поддержке Nvidia. Испытания, подобные испытанию YOFC, устраняют существующие пробелы на пути к полному и широкому развертыванию HCF, хотя прогресс Китая в значительной степени остается за пределами западной цепочки поставок, которая сейчас формируется.
Facebook*, Instagram* и WhatsApp* принадлежат компании Meta* Platforms Inc., деятельность которой признана экстремистской и запрещена на территории Российской Федерации.
Всегда имейте в виду, что редакции могут придерживаться предвзятых взглядов в освещении новостей.
Автор – Etiido Uko
