在2021年的線上光通訊大會（OFC2021）上，空芯光纖再次成為關注的焦點，而且人們的關注點正在擴大。人們關注點，已經從去年創紀錄的低損耗，擴充套件到了佈線和應用，包括5G網路、資料中心和長距離傳輸的光纖回程。OFC 2021會議後，還報告了多個頻段的最低損耗記錄。這一熱門研究領域正在成長為一項技術。
在OFC前一週，英國電信宣佈它已經在英國電信實驗室與Lumenisity公司和全球網路公司Mavenir合作，一起測試10km長的空芯光纖光纜。該光纜使用Lumenisity公司獲得專利的巢狀式反諧振無節點光纖（NANF）；其平均損耗為1dB/km，儘管該損耗值遠高於0。28dB/km的記錄，但對於測試應用來說已經足夠。
英國電信實驗室光網路研究負責人Andrew Lord說：“我們正試圖發現空芯光纖是否真的對5G行動通訊和安全傳輸系統有用。”網路裝置中的延遲和透過實芯光纖傳輸的延遲，使得5G網路的延遲要求很緊；而空芯光纖有望在光纖回程到分配中心的10~20km範圍內，實現更快的傳輸。
空芯光纖的另一個好處是非線性非常低，這是安全網路的一個重要問題。根據Lord的說法，量子金鑰傳輸一次傳送一個光子，這使得實芯光纖的拉曼非線性成為“痛苦的遭遇，因為它會在你不希望出現的波長處產生光子”。
其他主要目標是測試新光纜的物理耐久性和熱穩定性。Lord介紹說：“有了空芯光纖，透過光纖傳輸的資料包的抖動，要比實芯光纖小得多。”每秒數百吉位元的高抖動會成為一個問題，這種情況下可能需要主動穩定措施。
Lumenisity公司執行長David Park表示：“我們之所以關注光纜，因為它是客戶實際使用的東西。到目前為止，英國南安普頓大學已經制出了NANF光纖，NANF光纖也是南安普頓大學開發出來的。現在，Lumenisity公司自己的工廠設施已經接近完工，並將在年底前投入使用。Park說：“我們相信空芯光纖將成為標準單模光纖的補充，滿足那些要求“更低的延遲、極低的非線性和具有成本效益”的應用需求。
圖1：空芯NANF光纖的製造。（圖片來源：Lumenisity）
Lumenisity公司推出了其去年釋出的CoreSmart光纜的第二代版本，它使用NANF光纖，在1310nm以及1530~1625nm全C和L鉺波段上進行單模傳輸。新光纜還為資料中心和5G提供了更高的頻寬和更長的傳輸距離。
在與英國電信實驗室進行的一項測試中，透過一條10km長的光纜，在C波段載入38個通道，演示了無差錯密集波分複用（DWDM），速度為400Gbit/s。該演示包括透過400ZR QSFP-DD收發器傳輸三個400Gbit/s的通道。400ZR是400Gbit/s的可插拔網路介面的行業標準，允許在聯網操作中插入可互換的收發器——這是電信業公認的一系列標準中的一個。空芯光纖被接受是其成熟的標誌。
在其他測試中，Lumenisity公司與Ciena公司合作，透過超過20km的CoreSmart光纜，在沒有放大的情況下，點對點地傳輸48個800Gbit/s的通道，總計38Tbit/s。光纜和光子系統都是商用的。據Lumenisity公司稱，到明年，新一代光纜應該能在無需放大的情況下覆蓋50~100km。在OFC會議上展示的一個迴圈迴路實驗有45個通道，在1000km距離下跨越整個C波段，但使用了放大器。
NANF設計中一個看似微小的變化，實現了在一系列波長範圍內最小損耗的新記錄。具有六個巢狀管的空芯光纖創造了最後一輪記錄，但要做到這一點，需要對微結構包層進行非常仔細的調整：要麼以增加串擾為代價減少基模的損耗；要麼以增加基模損耗為代價，增加高階模式的消隱。［1］後來，南安普頓大學的Francesco Poletti報告說，只使用了五個巢狀管。［2］增加管內的體積可以減少基模損耗，同時增加高階模式的損耗，解決了這些問題（見圖2）。
圖2：五管NANF光纖的橫截面。（圖片來源：Lumenisity）
五管光纖在兩個短波段產生了迄今為止報告的任何光纖型別的最低損耗：0。6dB/km@850nm和0。3 dB/km@1060nm。在這兩個波長處，實芯光纖的損耗更高。這些損耗是實芯光纖損耗的一半，加上低色散和低延遲，空芯光纖在這些波長開闢了新機會。他們還報告了空芯光纖在兩個較長波長處的最低損耗：0。4dB/km@1310nm和0。22 dB/km@1625nm。在這兩個波長處，最好的實芯光纖有較低的損耗，但空芯光纖有其他優勢。
來自義大利Politechnico di Torino和LINKS基金會的一個小組，在一對迴圈迴路實驗中使用了11。5km的五管空芯光纖。［3］在一個案例中，NANF光纖和實芯光纖的組合，在C波段的41個通道上迴圈傳輸32Gbaud，長達2070km。在另一個案例中，他們只使用了空芯光纖，達到了4020km，其中有幾個通道超過了5000km。
參考文獻
1。 M。 A。 Iqbal， “First demonstration of 400ZRDWDM transmission through field deployable hollow-core fiber cable，” OFC 2021，paper F4C。2。
2。 F。 Poletti， “Hollow core NANFs with five nestedtubes and record low loss at 850， 1060， 1300 and 1625nm，” OFC 2021， postdeadlinepaper F3A。4。
3。 P。 Poggiolini， “Ultra-long-haul WDM transmissionin a reduced inter-modal interference NANF hollow-core fiber，” OFC 2021，postdeadline paper F3B。5。
