超高速光纖創下全球速度紀錄：在歐式距離上達到1.02拍比特每秒

光纖技術的飛躍打破了之前的限制，實現了專家們曾認為不可能的事情：在單根直徑僅為人發粗細的光纖上，傳輸數據速度達到 1.02 petabits 每秒——足以下載 Netflix 上所有電影 30 遍——跨越 1808 公里。

這次突破的核心——由日本信息與通信技術研究所（NICT）和住友電工工業共同推動——是一種 19 芯光纖，其標準 0.125 毫米包層直徑，可無縫融入現有基礎設施，無需昂貴的升級改造。 

每個芯作為一個獨立的數據通道，共同在傳統單芯光纖的相同空間內形成了一條“19車道高速公路”。

與早期僅限于短距離或特殊波長帶的多芯設計不同，這種光纖能在全球通用的 C 波段和 L 波段高效運行，得益于優化的核心排列，相比舊型號信號損耗降低了 40%。

該實驗的成功依賴于一個復雜的循環回路系統。信號通過一個86.1公里的光纖段傳輸了21次，模擬了橫跨大陸的旅程，相當于連接柏林到那不勒斯或札幌到福岡。

為了在這段距離上保持信號完整性，研究人員部署了一個雙帶光學放大系統，該系統由分別用于增強 C 波段和 L 波段信號的不同設備組成。這使 180 種不同的波長能夠同時使用 16QAM 調制傳輸數據，這種方法將更多信息打包到每個脈沖中。

在接收端，一個 19 通道探測器，配合先進的 MIMO（多輸入多輸出）處理，解開了光纖之間的干擾，就像在擁擠的房間里解開 19 個重疊的對話一樣。

傳輸系統示意圖

這款數字信號處理器，利用了十多年多核研究開發的算法，在糾正了1808公里距離上累積的失真后，以創紀錄的速度提取了可用數據。

這一成就標志著數年漸進式進步的頂點。2023 年，同一團隊實現了每秒 1.7 petabits 的速度，但僅限于 63.5 公里。早期的 4 核光纖嘗試通過不太實用的 S 波段實現了每秒 0.138 petabits，傳輸距離達 12,345 公里，而 15 模光纖由于傳播特性的不匹配，在超過 1001 公里后難以克服信號失真問題。

新型 19 核光纖的均勻核心設計規避了這些問題，實現了每公里 1.86 exabits per second 的容量-距離乘積——比標準光纖的先前記錄高出 14 倍。

作為在舊金山 OFC 2025 上被評為最佳截止日期后論文的工作，這項研究在全球數據流量預計到 2030 年將增長三倍的背景下出現。

盡管仍然存在挑戰，例如優化放大器效率和擴展 MIMO 處理以用于實際應用，但這項技術為太比特級網絡提供了一條可行的途徑。研究人員旨在改進生產技術以實現大規模部署，有可能實現每小時傳輸整個數據中心信息量的跨洋光纜。

研究人員旨在改進生產技術以實現大規模部署，有可能實現每小時傳輸整個數據中心信息量的跨洋光纜。

住友電氣的工程師，設計了光纖的耦合核心架構，指出現有的制造線可以適應生產19核設計，只需最小的重新改造。

與此同時，NICT 的團隊正在探索人工智能驅動的信號處理，以進一步提高速度。隨著 6G 和量子計算的臨近，這一突破使光纖不僅成為未來互聯網的骨干，而且成為超連接行星基礎設施的中樞神經系統。