空芯光纤在2021年光纤通信会议（OFC）上再次成为人们关注的焦点。
制造嵌套式反谐振无节点光纤（NANF）
空芯光纤在今年光纤通信会议（ofcconference.org）上再次成为人们关注的焦点。它已从去年创纪录的低损耗 扩展到布线和应用，包括5G网络、数据中心和长距离传输。OFC 2021截止期后会议（postdeadline session）还报告了循环回路的记录和多个波段的最低损耗。这个一直以来的热门研究领域已经成长为一门专用技术。
在OFC开始的前一周，英国电信公司宣布已开始与Lumenisity Ltd.（南安普顿大学孵化的企业）和全球网络公司Mavenir（德克萨斯州理查森）在英国电信实验室（Romsey，英国）测试10公里长的电缆空心光纤。该电缆采用Lumenisity的专利嵌套式反谐振无节点光纤（NANF）；其平均损耗为1 dB/km，尽管高于0.28 dB/km的记录数值，但足以用于测试应用。
英国电信实验室（BT Labs）光网络研究负责人安德鲁·洛德（Andrew Lord）表示：“我们正试图找出空芯光纤是否真的可以用于5G移动通信和安全传输系统”。5G网络设备对延迟要求非常严格，实芯光纤的传输无法满足要求，而空芯光纤可以在10到20公里的光程中更快地传输到配送中心。空芯光纤的另一个优点是 非常低的非线性（very low nonlinearity），这是安全网络（secure networks）的一个重要问题。根据洛德的说法，量子密钥传输一次只发送一个光子，实芯光纤的拉曼非线性效应令人痛苦，因为它会在不希望的波长产生出光子。
其他目标是测试新光缆的物理耐久性（physical durability）和热稳定性（thermal stability）。”洛德说，空芯光纤传输的数据包比实芯光纤传输的数据包抖动（jiggle）小得多。高抖动在每秒数百千兆比特的速度下成为一个问题，需要主动稳定（active stabilization）。
Lumenisity at OFC
Lumenisity公司首席执行官大卫·帕克（David Park）表示，迄今为止，NANF 光纤已在南安普顿大学拉制成功，并进行应用开发。该公司即将在年底前建成自己的工厂。“我们相信空芯光纤将是标准单模光纤的重要补充”，它服务于要求苛刻的应用，其低延迟、极低的非线性和其他特性使其具有成本效益。
在OFC，Lumenisity推出了去年推出的第二代CoreSmart光缆，该光缆使用NANF光纤，可在1310 nm以及1530至1625 nm的整个C和L波段（铒波段）传输单模。新光缆还为数据中心和5G提供了更高的带宽和更长的覆盖范围。
在英国电信实验室的一项测试中，通过一根10公里长，C波段加载38个信道的电缆，以400 Gbit/s的速度演示了密集波分复用（error-free dense wavelength-division multiplexing，DWDM）。演示包括通过400ZR QSFP-DD收发器传输三个400Gbit/s信道。400ZR是400 Gbit/s可插拔网络接口的行业标准，允许在联网操作期间插入可互换收发器，这是电信行业公认的一系列标准之一。空芯光纤使用此项标准是其成熟的标志。
在其他测试中，Lumenisity与Ciena（Hanover，马里兰州汉诺威）合作，以800 Gbit/s的速度传输48个信道，总计38 Tbit/s，通过20多公里的CoreSmart光缆点对点传输，无需放大。光缆和光电子系统均采用常规商用技术。根据Lumenisity的数据，到明年，新一代光缆将达到50至100公里，无需放大。同期，在OFC的常规会议中描述的一个循环回路实验携带了跨越整个C波段超过1000公里的45个通道，但使用了放大器。
Post-deadline results
NANF设计中一个看似微小的变化创造了一系列最小损耗的新记录。六个嵌套管的空芯光纤创下了最新一轮记录，但要做到这一点，需要对微结构包层进行非常仔细的调整，以减少基本模的损耗，同时增加串扰，或者在基本模式中损失更多的高阶模式。南安普敦大学的Francesco Poletti报告只使用五个嵌套管。增加管内的体积可以减少基本模式损耗，同时增加高阶模式的损失，解决了问题。
五个嵌套管结构的反谐振无节点光纤
五个嵌套管结构的反谐振无节点光纤在两种短波长下产生的损耗最低：850 nm时为0.6 dB/km，1060 nm时为0.3 dB/km。相比较，实芯光纤的损耗较高。这是实芯光纤损耗的一半，加上空芯光纤的低色散和低延迟，为这些波长带来了新的机遇。他们还报告了两个较长波长下空芯光纤的最低损耗：1310 nm时为0.4 dB，1625 nm时为0.22 dB/km，在这两个波长下，最好的实芯光纤损耗较低，但空芯光纤还有其他优势。
来自Politechnico di Torino（Torin，意大利）和 LINKS 基金的一个团队在第二篇论文中使用了Pierluigi Poggiolini在一对循环回路实验中的11.5个五公里空芯光纤，NANF和实芯纤维的组合在C波段41个通道上形成32个Gbaud，达到2070公里。在第二种情况下，他们只使用空芯光纤，传输距离达到4020公里，有几个通道的传输距离超过5000公里。
参考文献：
1. M. A. Iqbal, “First demonstration of 400ZR DWDM transmission through field deployable hollow-core fiber cable,” OFC 2021, paper F4C.2.
2. F. Poletti, “Hollow core NANFs with five nested tubes and record low loss at 850, 1060, 1300 and 1625nm,” OFC 2021, postdeadline paper F3A.4.
3. P. Poggiolini, “Ultra-long-haul WDM transmission in a reduced inter-modal interference NANF hollow-core fiber,” OFC 2021, postdeadline paper F3B.5.
4. Laserfocusworld, Jun 30th, 2021 ，Jeff Hecht.