超高速光纤创下全球速度纪录：在欧式距离上达到1.02拍比特每秒

光纤技术的飞跃打破了之前的限制，实现了专家们曾认为不可能的事情：在单根直径仅为人发粗细的光纤上，传输数据速度达到 1.02 petabits 每秒——足以下载 Netflix 上所有电影 30 遍——跨越 1808 公里。

这次突破的核心——由日本信息与通信技术研究所（NICT）和住友电工工业共同推动——是一种 19 芯光纤，其标准 0.125 毫米包层直径，可无缝融入现有基础设施，无需昂贵的升级改造。 

每个芯作为一个独立的数据通道，共同在传统单芯光纤的相同空间内形成了一条“19车道高速公路”。

与早期仅限于短距离或特殊波长带的多芯设计不同，这种光纤能在全球通用的 C 波段和 L 波段高效运行，得益于优化的核心排列，相比旧型号信号损耗降低了 40%。

该实验的成功依赖于一个复杂的循环回路系统。信号通过一个86.1公里的光纤段传输了21次，模拟了横跨大陆的旅程，相当于连接柏林到那不勒斯或札幌到福冈。

为了在这段距离上保持信号完整性，研究人员部署了一个双带光学放大系统，该系统由分别用于增强 C 波段和 L 波段信号的不同设备组成。这使 180 种不同的波长能够同时使用 16QAM 调制传输数据，这种方法将更多信息打包到每个脉冲中。

在接收端，一个 19 通道探测器，配合先进的 MIMO（多输入多输出）处理，解开了光纤之间的干扰，就像在拥挤的房间里解开 19 个重叠的对话一样。

传输系统示意图

这款数字信号处理器，利用了十多年多核研究开发的算法，在纠正了1808公里距离上累积的失真后，以创纪录的速度提取了可用数据。

这一成就标志着数年渐进式进步的顶点。2023 年，同一团队实现了每秒 1.7 petabits 的速度，但仅限于 63.5 公里。早期的 4 核光纤尝试通过不太实用的 S 波段实现了每秒 0.138 petabits，传输距离达 12,345 公里，而 15 模光纤由于传播特性的不匹配，在超过 1001 公里后难以克服信号失真问题。

新型 19 核光纤的均匀核心设计规避了这些问题，实现了每公里 1.86 exabits per second 的容量-距离乘积——比标准光纤的先前记录高出 14 倍。

作为在旧金山 OFC 2025 上被评为最佳截止日期后论文的工作，这项研究在全球数据流量预计到 2030 年将增长三倍的背景下出现。

尽管仍然存在挑战，例如优化放大器效率和扩展 MIMO 处理以用于实际应用，但这项技术为太比特级网络提供了一条可行的途径。研究人员旨在改进生产技术以实现大规模部署，有可能实现每小时传输整个数据中心信息量的跨洋光缆。

研究人员旨在改进生产技术以实现大规模部署，有可能实现每小时传输整个数据中心信息量的跨洋光缆。

住友电气的工程师，设计了光纤的耦合核心架构，指出现有的制造线可以适应生产19核设计，只需最小的重新改造。

与此同时，NICT 的团队正在探索人工智能驱动的信号处理，以进一步提高速度。随着 6G 和量子计算的临近，这一突破使光纤不仅成为未来互联网的骨干，而且成为超连接行星基础设施的中枢神经系统。