中國(guó)光通信再創(chuàng)世界紀(jì)錄：2.5Pb/s實(shí)時(shí)雙向傳輸突破

近日，從中國(guó)信科集團(tuán)光通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室獲悉，該實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合鵬城實(shí)驗(yàn)室、烽火藤倉(cāng)光纖科技有限公司，成功在10.3公里的24芯單模光纖上，實(shí)現(xiàn)了2.5拍比特/秒（Pb/s）的實(shí)時(shí)雙向傳輸容量。這一成果不僅刷新了實(shí)時(shí)光傳輸容量的世界紀(jì)錄，更標(biāo)志著中國(guó)在“超大容量、超高速率、超長(zhǎng)距離”光傳輸領(lǐng)域掌握了核心主動(dòng)權(quán)，為下一代智能算力網(wǎng)絡(luò)奠定了堅(jiān)實(shí)的物理基石。

隨著生成式AI、自動(dòng)駕駛及元宇宙應(yīng)用的規(guī)模化落地，全球網(wǎng)絡(luò)流量正呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。傳統(tǒng)單模光纖傳輸系統(tǒng)已逐步逼近香農(nóng)極限，亟需全新技術(shù)路徑打破瓶頸。此次突破的核心，在于研發(fā)團(tuán)隊(duì)成功融合了多芯光纖空分復(fù)用（SDM）、超寬帶波分復(fù)用（WDM）及商用高速光模塊三大前沿技術(shù)。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，該系統(tǒng)在10.3公里的傳輸距離上，利用24芯單模光纖，完成了覆蓋S、C、L三個(gè)波段的2.5Pb/s實(shí)時(shí)雙向傳輸，總光譜帶寬高達(dá)19.65太赫茲（THz）。通過(guò)262個(gè)波長(zhǎng)信道與24個(gè)纖芯信道的聯(lián)合復(fù)用，團(tuán)隊(duì)成功構(gòu)建了6288個(gè)并行傳輸通道。這意味著，僅需一根手指粗細(xì)的光纜，即可在瞬間傳輸相當(dāng)于數(shù)億部高清電影的數(shù)據(jù)量，驗(yàn)證了超大規(guī)模“空間—波長(zhǎng)”聯(lián)合擴(kuò)展技術(shù)的可行性。

本次技術(shù)突破并非單純的實(shí)驗(yàn)室理論驗(yàn)證，而是聚焦于“高可落地性”的工程化創(chuàng)新，主要體現(xiàn)在三大核心維度：

首先，實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)紀(jì)錄的Pb/s級(jí)實(shí)時(shí)雙向傳輸能力。 不同于以往僅能實(shí)現(xiàn)單向或離線處理的實(shí)驗(yàn)，此次驗(yàn)證完全基于實(shí)時(shí)雙向傳輸，真實(shí)模擬了現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境。19.65THz的超寬頻譜利用率，證明了通過(guò)擴(kuò)展波段來(lái)挖掘光纖潛力是一條行之有效的技術(shù)路線。

其次，打造了高可落地的商用化技術(shù)方案。 區(qū)別于依賴昂貴定制器件的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，本次傳輸系統(tǒng)采用了自研商用的S+C+L波段一體化400G相干光模塊，基于64GBaud PDM-16QAM調(diào)制格式完成。這一選擇大幅提升了全波段光傳輸?shù)墓こ虒?shí)現(xiàn)性，降低了未來(lái)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)部署的門檻和成本，為運(yùn)營(yíng)商提供了可參考、可復(fù)制的技術(shù)路徑。

最后，創(chuàng)新了多芯光纖雙向傳輸架構(gòu)。 多芯光纖長(zhǎng)期面臨芯間串?dāng)_的難題，通常需要復(fù)雜的MIMO（多輸入多輸出）均衡處理，導(dǎo)致系統(tǒng)功耗和成本激增。研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過(guò)優(yōu)化芯間分配機(jī)制，有效抑制了芯間串?dāng)_，使得24芯光纖在無(wú)需復(fù)雜MIMO處理的情況下即可穩(wěn)定運(yùn)行。這一突破顯著降低了系統(tǒng)復(fù)雜度，為多芯光纖的大規(guī)模商用掃清了關(guān)鍵障礙。

中國(guó)信科集團(tuán)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，此次突破是繼多項(xiàng)光通信紀(jì)錄之后的又一關(guān)鍵成果，彰顯了中國(guó)在光通信基礎(chǔ)研究與工程轉(zhuǎn)化方面的深厚積累。空分復(fù)用與S+C+L多波段傳輸技術(shù)已被公認(rèn)為下一代超大容量光通信的核心發(fā)展方向。