電子發燒友網報道（文/梁浩斌）數據中心的投資仍有非常大的預期，今年年初，英偉達高管多次釋放樂觀信號，表示英偉達2026年收入肯定比去年10月預測的5000億美元更高，暗示訂單前景大好。在1月26日，英偉達又投入20億美元入股數據中心CoreWeave；1月27日，微軟獲批在威斯康星州增建15個數據中心，同時亞馬遜、谷歌、甲骨文等云計算大廠也在尋找新的數據中心選址，未來數據中心基建的需求還將會逐步增加。

在數據中心的基建過程中，隨著GPU等AI芯片的功率不斷飆升，數據中心的供電架構產生了變化，整體往HVDC的方向發展。同時算力需求下，多卡、多機柜互聯成為了一個重要議題，數據高速傳輸的需求同樣會帶來新的技術應用。具體來看，電源、線纜、連接器、光通信等技術都會迎來新一輪的升級。此前我們已經探討過線纜、連接器等產品在未來數據中心的需求變化趨勢，下面我們來探討光纖在未來數據中心的應用情況。

數據中心的光纖需求

在最早的數據中心內部互連中，數據傳輸是通過銅纜進行的，在這個階段的架構是以交換芯片（Switch）通過OSFP/QSFP-DD連接器連接到DAC電纜為主，支持112G LR速率。主要特點在于依賴純電氣連接，適用于短距離數據傳輸，比如數據中心內部的機架間連接。優點包括成本低廉、部署簡單，且無需光學轉換設備，功耗也較低。然而，缺點也非常顯著，包括銅線信號衰減嚴重，傳輸距離有限（通常僅幾米），功耗較高，無法滿足高密度和高速度的應用需求。

進入光通信時代，最廣泛應用的也是現階段常見的可插拔光模塊。交換芯片通過OSFP/QSFP-DD/COBO連接器連接到TRX（光收發器）模塊，再延伸到光纖，支持112G VSR（極短距離）/C2M（芯片到模塊）接口。

相比銅纜，光纖具備抗電磁干擾、抗腐蝕、耐高溫的優勢，可有效規避外界環境對數據傳輸的干擾，降低信號衰減，且使用壽命長達30年以上，大幅減少設備維護成本與停機風險，尤其適配AI智算中心、高性能計算集群等嚴苛場景需求。更重要的是，光纖帶寬上限極高，損耗又極低，傳輸距離長，這對于AI等數據密集型應用尤為關鍵。

AI工作負載依賴于GPU之間的高速、低延遲連接，讓它們協同工作并且需要通過網絡進行擴展。如果沒有完善的光纖基礎設施設計，就會出現瓶頸，導致性能下降、成本上升和可擴展性停滯。

在數據中心內部，光纖主要是有四大核心應用場景：

機架內互聯：服務器與ToR交換機之間的短距連接
機房內互聯：Leaf-Spine架構中交換機之間的高速連接
數據中心互聯（DCI）：跨機房、跨城市的長距離數據傳輸
AI集群互聯：GPU之間的高速并行計算通信

數據中心內部互聯正在從 400G 快速向 800G 普及，并已開始布局 1.6T 標準。每一次速率升級，都意味著光纖布線的升級或擴容。過去傳統數據中心多采用100G及以下速率光纖，難以適配400G、800G高速光模塊的應用需求，存量數據中心的光纖升級改造需求迫切；同時，全球數據中心機柜數量持續增長，大型、超大型數據中心占比不斷提升，機柜密度增加推動光纖向高密度、小型化方向發展，進一步釋放需求增量。

根據ResearchAndMarkets的數據，2025年數據中心光纖市場規模為79.3億美元，2026年增長至84.8億美元，預計到2032年達到128.4億美元。

光纖產品技術演進

傳統上，光纖分為多模光纖和單模光纖。光纖的結構由內向外分為纖芯、包層和涂覆層，多模與單模最直觀的區別就在于纖芯的粗細。多模光纖的特點是，較大的纖芯（50μm 或 62.5 μm）降低了光源耦合的難度，可以使用較便宜的 LED 或 VCSEL作為光源。

單模光纖極細的纖芯（8 - 10μm）強制光線只能沿軸線直線傳播，徹底消除模間色散，適合高速遠距離傳輸。

傳統數據中心內部，短距離傳輸普遍使用多模光纖，但隨著AI算力需求的提高，單模光纖正在數據中心內部成為主流。其中有兩大原因，在 400G/800G以及更高的速率下，多模光纖的模間色散會造成嚴重的信號畸變；單模光纖物理帶寬上限極高，未來升級 1.6T 或 3.2T 時，無需更換地下或機架間的昂貴光纜，只需更換兩端的光模塊。

為了提高速率，光模塊發射功率在增加。但在目前常見的單模光纖G.652.D型號較小的纖芯內，過高的光功率密度會產生非線性效應（如信號畸變、串擾），就像“水管太細，水壓太大會爆管”。

因此，G.654.E單模光纖正在成為數據中心的趨勢。從物理結構上講，G.654.E的纖芯直徑雖然比普通單模光纖略大（約 10-12 μm），但它依然能夠確保在工作波長下只允許一個光模式傳輸，同時徹底消除了多模光纖存在的“模間色散”問題。

在材料上，普通的單模光纖為了便于制造，采用摻鍺的纖芯。而G.654.E采用純二氧化硅作為纖芯材料。這種純凈度極高的結構將光的損耗降到了極限，比普通單模低20%左右。但相對地，制造難度更高、成本也更高。

近年來，空心光纖也被認為是未來高速數據傳輸的關鍵技術。傳統光纖是實心的玻璃棒，而空芯光纖的纖芯是空氣或真空，其以空氣作為光傳播介質，周圍通過特殊的玻璃微結構約束光線，利用反諧振原理將光限制在空氣中傳導，較傳統光纖降低30%延遲，具備抵御非線性效應及潛在超低損耗的特性，可承受更高入纖功率，是未來高速通信的尖端技術方向，目前微軟、AWS已啟動部署，國內中天科技、長飛、亨通等企業已實現技術突破并送樣測試，逐步從實驗室走向商用藍海。

去年8月，中國移動在廣東開通了我國首條空芯光纖商用線路；10月，中國電信研究院近日宣布，通過與中國電信、長飛、華為及廣東工業大學的聯合攻關，成功實現單波800Gbps與1.2Tbps速率下的實時系統超長單跨無中繼傳輸新突破；同月，中國聯通完成了從深圳聯接香港將軍澳智云數據中心和香港交易所的商用空芯光纖互聯及跨境出海應用，網絡聯接時延大幅減少32%，是全球首條通過空芯光纖實現“海纜中心+數據中心+金融中心”的直接聯接。

去年9月，長飛光纖展示100km空芯光纖鏈路，并使用自研的EDFA+OTDR進行現場鏈路測試，實現0.089dB/km的鏈路衰減。

今年2月3日，亨通光電AI先進光纖材料研發制造中心一期擴產項目廠房建設收官，現已正式進入設備安裝階段。該項目聚焦AI算力帶來的巨大需求，致力于提升超低損空芯光纖、超低損多芯光纖以及高性能多波段多模光纖等一系列特種光纖的規模化生產能力。這也意味著空心光纖開始逐步邁入規模化量產階段。

小結：

從算力芯片、先進制程、存儲，到功率器件、電源系統、線纜、連接器、液冷、電力基建等，AI帶動的數據中心需求帶動了一系列規模龐大產業升級。光纖作為數據中心內部的“神經纖維”，其低延遲和高帶寬是數據中心算力效率的關鍵。空芯光纖與G.654.E的出現，本質上是為這個超級大腦換上了一套反應更快、傳導損耗更低的高級神經通路。