出海算力爆发，空芯光纤概念梳理

健康生活 2025年09月03日 03:54 1 admin

前言：英伟达推出Spectrum-XGS以太网，跨区域扩展（Scale-Aross）技术可将多个分布式数据中心连接成十亿瓦级AI超级工厂。

一. 光纤概览

光纤是一种利用光波传输信息的通信介质，产业链环节及价值分布：预制棒（70%）→光纤（20%）→光缆（10%）。

1.1 预制棒（光棒）

预制棒为光纤原材料，由高纯石英玻璃和掺杂剂组成，其结构和纯度直接决定光纤的传输性能。

1.2 光纤

光纤由预制棒经高温拉丝制成，再涂覆保护层：

（1）纤芯：高折射率石英玻璃（掺杂锗等元素），负责传输光信号。

（2）包层：低折射率石英玻璃，约束光波在纤芯内传播。

（3）涂覆层：紫外固化树脂，提供机械保护。

1.3 光缆

光缆是将多根光纤与保护层组合而成的工程化传输成品，可适应地下、海底等复杂环境。

（1）缆芯：多根光纤通过层绞、束管等方式排列。

（2）加强件：钢丝或芳纶纤维，提升抗拉强度。

（3）护套：聚乙烯（PE）或聚氯乙烯（PVC），抗磨损及腐蚀。

二. 光纤分类

2.1 单模光纤（SMF）

（1）特点：仅支持单一光模式传输，纤芯细，损耗低、带宽高、成本高。

（2）应用：跨区域/长距离场景，如骨干网/城域网、海底光缆、数据中心间互联（DCI）。

2.2 多模光纤（MMF）

（1）特点：支持多种光模式传输，纤芯粗，损耗高、带宽中等、成本低。

（2）应用：短距离场景，如局域网（LAN）、数据中心内部互联。

三. 空芯光纤（HCF）

核心创新：纤芯为空气/真空，微结构包层采用光子晶体结构，利用光子带隙效应束缚光在空心通道内传输。

其突破了传统光纤 “光在石英玻璃中传输” 范式，适合大容量/长距离传输场景，如数据中心互联（DCI）/算力集群互联。

3.1 优势

（1）低延时：光在不同介质传播速度不同，空气折射率约为1，低于石英玻璃的1.5。

（2）低损耗+长距离：光纤损耗越低，光信号传输距离越远；空芯光纤理论极限0.1 dB/km，低于玻芯光纤0.14 dB/km。

（3）大容量：空芯光纤非线性系数仅为玻芯光纤的1/1000 ，可避免信号畸变，适合高功率场景。

3.2 挑战

制造工艺复杂（包层孔道阵列需纳米级精度，良率低）、制造成本高、缺乏完备标准规范。

3.3 市场格局

海外头部：Lumenisity（微软）、康宁、NKT Photonics、iXblue、普睿司曼、住友电工、古河电工、藤仓。

国内头部：长飞光纤、烽火通信、特发信息、长盈通、亨通光电、中天科技。

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