中空光纖技術突破：高速網路基礎設施邁向新時代

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科技產業資訊室(iKnow) - 黃松勳發表於 2025年9月3日

圖、中空光纖技術突破：高速網路基礎設施邁向新時代

隨著人工智慧、雲端運算及行動網路不斷演進，全球網路基礎建設正面臨前所未有的壓力。現行以玻璃芯光纖為主的網路骨幹，受限於材料折射率與訊號損耗，無法滿足日益增長的資料傳輸需求。這使得研究人員積極探索新一代光纖技術，以突破速度與容量的天花板，為未來數據時代奠定基礎。

中空光纖（Hollow-Core Fiber, HCF）被視為下一波網路革命的關鍵。研究團隊利用空氣取代實心玻璃作為光傳輸介質，使光訊號在纖芯中能以接近光速的速度前進，大幅減少訊號失真與延遲。根據最新研究成果，新型抗共振結構光纖將訊號損耗降至0.091 dB/km，比傳統玻璃光纖低近35%，並在66 THz頻寬內保持穩定表現。

這項新型光纖的結構以微米級精密玻璃管組合成複雜的「巢狀反共振」設計，有效降低漏光、表面散射與微彎曲等損耗問題。光線在空氣中的傳輸速度比玻璃快45%，意味著在長距離傳輸中可減少中繼站數量，降低網路建設與維護成本。此外，這項設計支持更高的光功率與寬頻譜應用，包括量子通訊和次世代光學感測技術。

微軟Azure資料中心率先部署中空光纖進行實驗，實測結果顯示傳輸速度提升47%，延遲顯著降低。中國長飛光纖光纜公司（YOFC）也成功實現單波長1.2 Tbps傳輸，並在20公里距離上達到100.4 Tbps的總傳輸容量，證明中空光纖已從實驗室走向商業應用，為未來高負載數據中心與跨國網路提供可行方案。

1550奈米波長因低衰減、低色散及高安全性，成為中空光纖發展的核心標準。這一波段可與現有光通訊設備無縫銜接，降低建置成本，並確保長距離網路維護時的雷射安全性。透過此標準化，全球網路營運商能在平衡投資與效益的前提下，快速推動中空光纖網路部署。

由於中空光纖顯著降低雷利背向散射，使得傳統光時域反射儀（OTDR）的檢測靈敏度面臨挑戰。因此，新一代測試儀器正導入超靈敏1550奈米紅外線感測器與數位濾波技術，確保長距離纜線的精準檢測與故障排除。這些技術創新可讓網路工程師持續使用現有工具和流程，同時支持尖端光纖架構。

雖然中空光纖展現出革命性的性能優勢，但大規模量產仍面臨高製造成本和安裝難題。纖材的脆弱性、複雜的熔接工藝及對精密設備的依賴，使其在推廣過程中需要解決經濟與工程挑戰。然而，業界已透過專用熔接技術和強化纜線設計，逐步克服瓶頸。

隨著微軟、YOFC等科技巨頭積極投入，中空光纖有望成為6G、量子網路及人工智慧應用的核心基礎設施。未來跨洋光纖纜線長度有可能突破萬公里，帶來低延遲與高容量的全球網路。儘管商業化仍需時間，但這項技術的成熟勢必重新定義全球數據傳輸格局，推動數位時代邁向新高度。(1008字；圖1)

參考資料：
These ‘glass straw’ optical fibres could speed up the Internet. Nature. 2025/09/02
Novel hollow-core optical fiber transmits data 45% faster with record low loss. Phys.Org. 2025/09/02
Hollow-core fiber: The next leap forward for global network infrastructure. Laser Focus World. 2025/09/02

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