  在OFC 2025会议上，阿尔卡特朗讯海底网络团队展示了一项关于多芯光纤（MCF）无中继传输的重要研究成果。该团队通过实验验证了在256公里长的2芯-非耦合MCF光纤链路上，实现每纤芯25.2 Tb/s的实时传输能力。 下面我们一起来看看这项成果。 该实验系统采用三套实时收发器，支持可调比特率与调制格式。研究人员选择90.2 GBd波特率与16-QAM调制，结合协议开销和前向纠错（FEC），实现每个波长600 Gb/s的净数据速率。
图. 实验装置（双向配置） 备注：含3套实时收发器。FI=光纤输入；FO=光纤输出。功率放大器为铒镱掺杂型，拉曼泵浦使用双波长。 在波长范围上，覆盖C波段从1536.71至1567.95 nm，共配置42个通道，通道间隔为94.8 GHz。通过宽带放大自发辐射（ASE）与波长选择开关（WSS）的组合，模拟真实波分复用（WDM）系统环境。信号经过分路和去相关处理后，分别输入MCF的两个纤心。 如上图所示，光纤链路总长256.5公里，由3段2芯-非耦合MCF光纤组成，每段纤芯采用纯硅材料设计，有效面积125 μm²，1550 nm处平均衰减0.157 dB/km。实测双向串扰值在51公里单盘光纤中呈现-58至-64 dB波动，且1535-1568 nm波长范围内差异超过3 dB。 系统配置中特别采用了铒镱掺杂功率放大器（Er:Yb-doped boosters）与拉曼泵浦的组合方案。功率放大器输出功率达30 dBm，覆盖1536-1568 nm波段；一级拉曼泵浦在1425 nm和1455 nm波长提供最高2 W功率，实现25 dB的开关拉曼增益。由于两个纤芯存在0.7 dB的损耗差异，功率放大器与拉曼泵浦的功率设置需分别优化。 最终测得纤芯1（上图中蓝色光纤）和纤芯2（上图红色光纤）的总损耗分别为43.6 dB和44.3 dB。 在传输性能测试中，团队对比了有/无串扰条件下的双向与单向传输结果。实验验证显示，同一纤芯在不同配置下信道功率波动始终低于0.15 dB，且平均光信噪比（OSNR）保持稳定。Q²裕量测试结果表明，串扰导致的平均性能下降不超过0.2 dB。由此可见，在长距离无中继系统中，双向传输对串扰的容忍度要求比传统重复系统更为严苛。  图. 红色纤芯的Q²裕量与FEC限制对比（含/无串扰）
这意味着此类多芯光纤可灵活应用于250公里级无中继场景，支持双向或单向传输模式。相较之下，长距离重复系统中的单向传输平均Q²性能下降高达1.8 dB，凸显出无中继系统在单向模式下的串扰优势。  1. 串扰对性能的影响蓝色纤芯（Core 1）：双向传输时，串扰导致Q²裕量从1.36 dB（无串扰）→1.16 dB（有串扰），下降0.2 dB。单向传输时，串扰导致Q²裕量从1.39 dB→1.16 dB，下降0.23 dB。红色纤芯（Core 2）：双向传输时，串扰导致Q²裕量从1.28 dB→1.11 dB，下降0.17 dB。单向传输时，串扰导致Q²裕量从1.32 dB→1.13 dB，下降0.19 dB。结论：无论双向或单向传输，串扰均导致Q²裕量下降，但下降幅度均小于0.2 dB（符合“平均劣化<0.2 dB”的结论）。 2. 无中继系统 vs 重复系统无中继系统：双向传输的串扰影响（如蓝色纤芯下降0.2 dB）与单向传输（下降0.23 dB）接近。支持正文观点：无中继系统中，双向与单向传输对串扰的敏感度相当。重复系统：长距离重复系统（如20000 km）的单向传输Q²惩罚高达1.8 dB，远高于本实验的0.2 dB级下降。结论：无中继系统在双向传输中虽对串扰更敏感，但其单向传输性能显著优于传统重复系统。 进一步的光谱分析揭示了串扰的波长相关性。在51公里单段光纤的线性区域测量中，串扰随波长增加呈稳定上升趋势。但在完整系统中，拉曼放大器的存在使得串扰测量复杂化。研究人员通过高OSNR条件下无拉曼放大的基线测量，结合有限通道的拉曼效应校正，证实250公里传输后双向与单向平均串扰水平相近，结果如下图。  图.不同配置下通过光谱测量估计的串扰
此外，Q²稳定性测试显示，在有无串扰条件下，1544.2 nm通道的裕量时间波动标准差均低于0.01 dB，满足5σ的工程余量要求。 这项实验首次实现了250公里级2芯-非耦合MCF光纤无中继传输，每纤芯容量达到25.2 Tb/s。尽管存在波长相关的串扰波动，但0.2 dB的性能下降显著低于长距离重复系统的典型值。 研究团队特别指出，通过优化光纤参数与放大策略，非耦合MCF光纤可同时支持双向和单向无中继传输，这对未来海底光缆设计具有重要意义。同时相关成果为突破现有单芯光纤容量极限提供了实证支持，也为多芯光纤在无电中继场景下的应用开辟了新方向。 |
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