商用130-Gbaud PCS-16QAM 800 Gb/s OTN收发器在多芯光纤中的实时超高速现场试验：突破256 Tb/s与448 Tb/s传输里程碑

为突破单模光纤非线性香农极限，研究人员利用商用130-Gbaud PCS-16QAM 800 Gb/s OTN收发器，在已部署的4芯/7芯多芯光纤（MCF）上完成全球首次实时256 Tb/s与448 Tb/s现场传输试验。通过低串扰MCF与高波特率相干模块的结合，系统在2×70.76 km传输后仍保留4.6 dB/3.7 dB OSNR裕量，验证了非耦合MCF在下一代超高速光传输网中的巨大潜力。

　　

随着数字经济爆发式增长，云计算、物联网（IoT）等业务对光网络容量提出近乎无止境的需求。然而，传统单模光纤（SMF）的传输能力已逼近非线性香农极限，新建光纤电缆又面临高昂成本与空间资源限制。这一矛盾催生了空间分复用（SDM）技术的研究热潮，其中非耦合多芯光纤（MCF）因其卓越的容量潜力、低串扰特性以及与现有光传输网（OTN）设备的兼容性，被视为最具落地前景的解决方案。

为验证MCF在实际场景中的性能，中国的研究团队在《Optical Fiber Technology》发表了一项里程碑式研究。他们利用商用130-Gbaud概率整形16阶正交幅度调制（PCS-16QAM）800 Gb/s OTN收发器，在济南市已部署的4芯/7芯MCF线路上完成了全球首次实时超高速现场试验。通过C+L波段80波长信道配置，系统分别实现256 Tb/s（4芯）和448 Tb/s（7芯）的传输容量，且2×70.76 km传输后各通道仍保留4.6 dB/3.7 dB的光信噪比（OSNR）裕量。这一突破性成果不仅证实了MCF的工程可行性，更为下一代骨干网升级提供了关键技术路径。

研究团队采用三项核心技术：首先，选用标准245-μm涂层的低串扰MCF，其缆化处理对光纤特性影响极小；其次，通过优化多芯扇入扇出（FIFO）器件与超低损耗熔接技术，实现43个熔接点下总串扰低于-35 dB；最后，采用支持C+L波段调谐的商用800 Gb/s光转发单元（OTU），结合高波特率相干检测模块提升频谱效率。

研究结果
1. 现场部署MCF电缆
测试线路连接济南金秀川与西营数据中心，全长17.69 km的MCF电缆由11段光纤通过架空、管道和直埋混合方式部署。关键创新在于采用标准涂层的4芯/7芯MCF，经测试缆化后纤芯特性未劣化，为长距离传输奠定基础。

2. 系统配置与800 Gb/s OTN收发器
实验搭建双70.76 km环路系统，C/L波段OTU中心频率可调（190.75-196.25 THz/184.50-190.10 THz）。商用800 Gb/s收发器采用PCS-16QAM调制，通过概率整形技术优化OSNR容忍度，单波长净速率达800 Gb/s。

3. 实验结果
4芯系统各通道平均OSNR达25.8 dB，7芯系统为24.2 dB，均远超20.7 dB的软判决前向纠错（SD-FEC）阈值。值得注意的是，7芯系统在熔接点数量翻倍情况下，仍保持3.7 dB系统裕量，证明MCF的规模化部署潜力。

这项研究标志着SDM技术从实验室走向实际工程的重要转折。非耦合MCF与现有OTN设备的无缝兼容性，使其成为突破香农极限的最经济方案。尤其值得注意的是，研究团队在真实环境中验证了MCF对复杂部署条件（如多熔接点、混合敷设方式）的适应性，为后续标准化工作提供了关键数据。未来，随着多芯掺铒光纤放大器（MC-EDFA）等配套技术的成熟，MCF有望在海底光缆、数据中心互联等场景率先实现商业化应用，开启光通信的"空间维度革命"。