光全重实验室最新成果—《基于24芯单模光纤S+C+L波段实时双向2.5 Pb/s传输》获评OFC “Top Scored Paper”

　　近日，中国信科集团光通信技术和网络全国重点实验室联合鹏城实验室、烽火藤仓光纤科技有限公司，在超大容量实时光传输领域取得重要进展。最新论文《Real-time2.5-Pb/s Bidirectional Transmission over24-core Single-Mode Fiber in S+C+L Bands》被国际顶级光通信会议OFC(2026)接收，获评为“Top Scored Paper”，并获邀在JLT杂志上撰写专题论文。该工作是团队在“超大容量、超高速率、超长距离”传输方向上长期研究积累的成果，也是中国信科集团在连续三年入选“中国信息通信领域十大科技进展”基础上，实现的又一重要突破与技术延续。

　　一、研究背景

　　随着人工智能、大模型计算以及数据中心规模的快速扩展，网络流量呈爆发式增长，传统单模光纤系统正逐渐逼近容量极限。为突破这一瓶颈，空分复用(SDM)与多波段传输(S+C+L)被认为是实现下一代超大容量光通信的关键技术路径。

　　在前期研究中，团队已在多芯光纤与扩展波段实时传输方面取得多项成果。本工作在此基础上，进一步融合多芯光纤、超宽带波分复用以及商用高速光模块，实现了面向实际系统的超高容量实时双向传输验证。

　　二、本文工作

　　1.系统架构

　　实验系统整体采用“多波段光源+商用一体化相干光模块+多芯光纤传输”的架构，实现超大容量实时双向传输。

　　在发射端，构建S、C、L三波段光载波，并通过商用400G相干光模块完成64GBaud PDM-16QAM调制。随后利用EDFA和TDFA进行分波段放大，并通过波长选择开关(WSS)实现光谱整形与功率均衡，构建75GHz间隔的WDM信道。为简化系统结构，除测试信道外，其余信道采用ASE噪声填充，用于模拟大规模传输场景。

　　在空分复用方面，宽带WDM信号经分光器复制为多路，并通过扇入扇出器件耦合进入24芯单模光纤，实现空间信道扩展。同时，纤芯采用双向传输设计，相邻信道传输方向相反，有效抑制串扰，使系统在无需复杂MIMO处理的情况下稳定运行。

　　在接收端，通过可调滤波器选取目标信道，并由商用400G模块进行实时接收与解调，完成BER及接收灵敏度测试。

　　2.实验结果

　　1)实现超宽带范围内的稳定传输性能

　　在覆盖1465.3nm至1625.5nm的S+C+L三波段范围内，各波段接收性能基本一致，表明自研商用S+C+L光模块具备良好的传输一致性与稳定性。

　　2)所有信道误码率均满足前向纠错门限要求

　　全部WDM信道的误码率(BER)均低于20%软判决前向纠错(SD-FEC)门限(2.4×10-2)，验证了系统在大规模并行传输场景下的可靠运行能力。

　　3)单芯传输容量显著提升

　　单个纤芯容量达到105.6Tb/s，充分体现了宽带波分复用技术在单通道容量提升方面的潜力。

　　4)实现Pb/s级实时双向传输容量

　　通过24个空间信道与262个波长信道的联合复用，系统总容量达到2.5Pb/s，展示了空分复用与多波段融合的超大容量扩展能力。

　　5)多芯串扰得到有效控制

　　采用所提出的双向传输架构后，芯间串扰对系统性能影响较小，无需复杂MIMO均衡即可实现稳定传输，体现了该架构在工程实现中的优势。

　　三、本文创新点

　　1.创纪录的Pb/s级实时双向传输能力

　　本研究首次在10.3km的24芯单模光纤上，实现了2.5Pb/s实时双向传输容量。系统覆盖S+C+L三波段，总光谱带宽达19.65THz，通过262个WDM信道与24个纤芯信道的联合复用，构建了6288个并行传输通道，验证了超大规模空间-波长联合扩展能力。

　　2.基于商用400G模块的可落地方案

　　系统采用商用S+C+L波段一体化400G相干光模块，基于64GBaud PDM-16QAM进行实时传输，显著提升了全波段光传输的可实现性，为未来实际部署提供了重要参考路径。

　　3.多芯光纤双向传输架构创新

　　通过设计双向传输时芯间分配机制，有效抑制串扰影响，使24芯光纤在无需复杂MIMO处理的情况下实现稳定运行，大幅降低系统复杂度。

　　四、结论与展望

　　本研究基于自研商用一体化S+C+L波段400G相干光模块与24芯单模光纤，成功实现了覆盖S+C+L三波段的2.5Pb/s级实时双向传输，验证了空分复用与多波段融合在超大容量光通信中的可行性与工程潜力。实验结果表明，在无需复杂MIMO处理的条件下，通过合理的系统架构设计与资源配置，可实现高容量、低复杂度的稳定传输，为下一代光通信系统提供了新的实现路径。

　　未来，随着多芯光纤制备工艺、宽带光放大器以及多波段光器件的持续发展，基于空分复用与扩展波段的融合传输技术有望进一步提升系统容量与传输效率。在数据中心互联、骨干网传输及超高速光网络等应用场景中，该技术方案具备良好的应用前景。同时，结合更高集成度的光模块与智能化信号处理方法，有望推动光通信系统向更高容量、更低成本和更强工程可实现性的方向持续演进。