[新产品/新功能] Microsoft Azure 通过委托制造扩大 Hollow Core Fiber (HCF) 生产规模

**发布时间:** 2025-09-23 **厂商:** AZURE **类型:** TECH-BLOG **原始链接:** https://techcommunity.microsoft.com/blog/azurenetworkingblog/microsoft-azure-scales-hollow-core-fiber-hcf-production-through-outsourced-manuf/4455953 --- <!-- AI_TASK_START: AI标题翻译 --> [新产品/新功能] Microsoft Azure 通过委托制造扩大 Hollow Core Fiber (HCF) 生产规模 <!-- AI_TASK_END: AI标题翻译 --> <!-- AI_TASK_START: AI竞争分析 --> # 产品功能分析 ## 新功能/新产品概述 微软正在将其专有的**空心光纤 (Hollow Core Fiber, HCF)**技术从研发阶段推向工业化大规模生产。这并非直接面向终端用户的新产品，而是对 Azure 全球网络物理基础架构的根本性升级。 该技术的核心是微软专有的**双嵌套无节点反谐振光纤 (Double Nested Antiresonant Nodeless Fiber, DNANF)**设计。其工作原理是通过中空的空气纤芯引导光信号，使光速接近真空中的速度，从而远超传统**单模光纤 (Single Mode Fiber, SMF)**中光在固体玻璃纤芯中的传播速度。 此举旨在突破传统光纤网络的物理瓶颈，以满足现代云服务和 AI 工作负载对超低延迟和超高带宽的爆炸性需求。其市场定位是作为下一代云网络的基础设施，目标用户是所有 Azure 客户，尤其是对网络性能有极致要求的应用场景，如 AI 推理、金融交易和云游戏。为实现规模化，微软正与行业巨头康宁 (Corning) 和贺利氏 (Heraeus) 合作，建立一个弹性的全球化生产供应链。 ## 关键客户价值 - **极致的网络性能提升** - 业务价值：与传统光纤相比，HCF 提供高达*47%的数据传输速度提升*和约*33%的延迟降低*。这将直接转化为更快的应用响应时间，为实时 AI 推理、高频交易、云游戏等延迟敏感型业务提供决定性的性能优势。 - 差异化优势：竞争对手通常在网络协议或软件层面进行优化，而微软通过重塑物理传输介质本身来获得性能优势。这种在物理层建立的护城河极难被复制，构成了独特的竞争壁垒。 - **增强的信号容量与效率** - 业务价值：HCF 具备更优的信号性能和更宽的光谱窗口，意味着单根光纤可以承载更高的带宽和数据容量。这使 Azure 能够更经济、更高效地扩展其网络，以应对数据量的指数级增长。 - 实现机制：**DNANF**的物理结构减少了信号在传输过程中的色散和非线性效应，从而提高了光效率，支持更密集的波分复用（WDM）信道。 - **标准化的端到端解决方案与生态系统** - 业务价值：微软正在部署一个标准化的 HCF 端到端解决方案，包括所有必要的组件、设备和硬件，并确保其与现有 SMF 基础设施的互操作性。这大大降低了部署复杂性和成本，实现了网络的平滑升级，避免了昂贵的“推倒重来”。 - 差异化优势：通过与康宁、贺利氏等行业领导者合作建立多国供应链，微软不仅确保了供应的稳定性，还在推动 HCF 成为未来行业标准。这种开放合作的生态战略，相比封闭的专有基础设施升级，更具行业影响力和扩展性。 ## 关键技术洞察 - **基于专有 DNANF 设计的物理层创新** - 技术独特性：核心技术是微软通过收购 Lumenisity 获得的**双嵌套无节点反谐振光纤 (DNANF)**设计。这种复杂的光纤微结构是实现超低损耗和高性能的关键。 - 工作原理：_通过在光纤内部构建精密的嵌套式毛细管结构，形成类似完美反射镜的反谐振效应，将光信号束缚在无介质的空心纤芯中传输_，从而最大限度地减少了光与玻璃材料的相互作用，克服了传统光纤的固有物理限制。 - **突破性的超低损耗记录** - 技术创新点：微软与南安普顿大学合作，在研究级 **DNANF** HCF 上实现了*低于 0.1 dB/km* 的信号损耗，这是光纤通信领域的里程碑式突破，其性能甚至优于理论上最好的传统实心光纤。 - 影响：极低的损耗意味着光信号可以传输更远的距离而无需中继放大。这将显著减少长途网络中昂贵且耗能的光放大器的数量，从而构建更简单、成本更低、能效更高的网络架构，尤其对跨洋和超长距离数据中心互联具有革命性意义。 - **从实验室到工业化的规模化生产策略** - 技术挑战与解决方式：将 HCF 这类尖端技术从实验室样品转化为可大规模部署的、运营商级别的产品是巨大挑战。微软通过将其制造工艺知识产权 (IP) 授权给康宁和贺利氏等成熟制造商来解决此问题。此举利用了合作伙伴现有的规模化生产设施、质量控制体系和供应链优势，大大缩短了技术商业化的进程。 ## 其他信息 - **前瞻性的战略布局** - 微软通过收购 Lumenisity 实现了对核心 IP 的掌控，并通过在英国建立专用制造设施进行研发和原型设计，如今又通过外包合作实现量产，展现了从基础研究到全球部署的端到端垂直整合战略。 - HCF 不仅服务于当前需求，更是在为未来技术铺路。文档明确指出，该技术为**量子安全 (quantum-safe)**通信链路和量子计算基础设施奠定了基础，其低延迟和高保真特性对于传输脆弱的量子态至关重要，使 Azure 的网络基础设施具备了面向下一代计算范式的演进能力。 <!-- AI_TASK_END: AI竞争分析 --> <!-- AI_TASK_START: AI全文翻译 --> # Microsoft Azure 通过外包制造扩大空心光纤 (HCF) 生产规模 **原始链接:** [https://techcommunity.microsoft.com/blog/azurenetworkingblog/microsoft-azure-scales-hollow-core-fiber-hcf-production-through-outsourced-manuf/4455953](https://techcommunity.microsoft.com/blog/azurenetworkingblog/microsoft-azure-scales-hollow-core-fiber-hcf-production-through-outsourced-manuf/4455953) **发布时间:** 2025-09-23 **厂商:** AZURE **类型:** TECH-BLOG ---  Azure Networking Blog # Microsoft Azure 通过外包制造扩大空心光纤 (HCF) 生产规模 Sep 23, 2025 ## 本博客将分享 Microsoft Azure 如何通过与康宁 (Corning) 和贺利氏 (Heraeus) 的新合作来加速空心光纤 (Hollow Core Fiber, HCF) 的生产。通过扩大制造规模，微软正在为在 Azure 全球网络中部署其创新的端到端 HCF 解决方案奠定基础，从而在未来实现更快、更可靠的云和 AI 连接。您将了解到该技术的突破性性能、不断扩大的合作生态系统，以及这些进步对客户、全球互联网基础设施 HCF 标准化以及云网络未来的意义。 ## **引言** 随着云和 AI 工作负载的激增，数据中心 (Datacenter, DC)、城域网 (Metro) 和广域网 (Wide Area Network, WAN) 面临着前所未有的压力。微软正在正面应对传统网络的物理极限。从开创性的 [**_microLED_**](https://www.microsoft.com/en-us/research/blog/breaking-the-networking-wall-in-ai-infrastructure/?msockid=0a5bdbaad5dd6fde1745c96cd4be6ebf) 技术研究到在全球范围内部署空心光纤 (HCF)，**微软正在重塑连接性，为下一代云网络提供动力**。 Azure 的 HCF 之旅是一条充满不懈创新、协作和重新定义云物理层愿景的道路。微软的 HCF 基于其专有的双嵌套反谐振无节点光纤 (Double Nested Antiresonant Nodeless Fiber, DNANF) 设计，与传统的单模光纤 (Single Mode Fiber, SMF) 相比，其**数据传输速度提高了 47%**，**延迟 (latency) 降低了约 33%**，为驱动 Azure 的网络带来了显著优势。 今天，微软宣布一个重要的里程碑：在与**康宁公司 (Corning Incorporated, Corning)** 和**贺利氏科芬特 (Heraeus Covantics, Heraeus)** 建立新的战略制造合作关系的推动下，**HCF 的生产已实现工业化规模**。这些合作将使 Azure 能够提高 HCF 的全球光纤产量，以满足日益增长的网络基础设施需求，从而提升客户对云和 AI 工作负载所期望的性能和可靠性。 **_图 1: 制造过程中的 HCF 示例_** ## **为 Azure 客户带来的实际好处** 自 2023 年以来，微软已在多个 Azure 区域部署了 HCF，其生产链路均达到了性能和可靠性目标。随着制造规模的扩大，Azure 计划扩展部署**完整的端到端 HCF 网络解决方案**，以帮助客户提高容量、弹性和速度，并有望在光纤基础设施的**延迟和效率**方面树立新的标杆。 #### **为何如此重要** 微软专有的 HCF 设计带来了： * **更高的数据传输速度**，延迟降低高达 33%。 * **增强的信号性能**，为客户提升了数据传输质量。 * **更高的光学效率**，与传统光纤相比，可实现更高的带宽速率。 #### **微软如何实现这一切** 为了在 Azure 中以生产级性能运行 HCF，微软正在： * **部署标准化的 HCF 解决方案**，包括端到端的系统和组件，以实现运营效率、简化的网络管理以及 Azure 基础设施中可靠的连接。 * **确保与标准 SMF 环境的互操作性**，从而实现与网络中现有光纤基础设施的无缝集成，以加快部署和可扩展的增长。 * **创建跨国生产供应链**，以扩大下一代光纤的生产规模，确保满足在 Azure 网络中广泛部署 HCF 所需的产量和上市速度。 ## **纵向与横向扩展** **康宁和贺利氏是微软首批 HCF 制造合作伙伴**，Azure 计划借此加速部署，以满足对高性能连接的激增需求。这些合作凸显了微软**加强其全球基础设施**和提供可靠客户体验的承诺。它们还进一步巩固了 Azure 在部署 HCF 方面的持续投资，其愿景是让这项技术有潜力成为**高容量光纤创新**的全球基准。 > _“这一里程碑标志着重塑云物理层的新篇章。我们与康宁和贺利氏的合作为 Azure 建立了一个有弹性的全球 HCF 供应链，使其能够为现代 AI 和云工作负载提供具有超低延迟和高可靠性的标准化、世界一流的客户体验。”_ **\- Jamie Gaudette, 微软合伙人云网络工程经理** _**图 2: HCF 在制造过程中缠绕到线轴上**_ 为了扩大 HCF 生产规模，微软将利用康宁在美国已有的设施，而贺利氏将在其欧洲和美国的工厂进行生产。 > _“康宁很高兴能扩展与微软的长期合作，利用康宁在北卡罗来纳州的光纤和光缆制造设施，加速微软空心光纤的生产。这次合作不仅加强了我们现有的关系，也凸显了我们致力于提升美国在 AI 创新和基础设施领域领导地位的承诺。通过与微软的密切合作，我们准备好提供满足 AI 工作负载需求的解决方案，为光纤基础设施的速度和效率树立新标杆。”_ **- Mike O'Day, 康宁光通信高级副总裁兼总经理** > _“我们十年前就开始了 HCF 的研究工作，先后与南安普顿大学光电研究中心 (ORC) 以及 Lumenisity (被收购前) 合作。现在，我们很高兴能继续与微软合作，共同塑造数据通信行业。凭借在玻璃、管材、预制棒和光纤制造领域的领先解决方案，我们已准备好将这项颠覆性的 HCF 技术扩展到可观的产量。我们将利用我们从实验室到广泛应用玻璃和光纤创新的良好往绩，就像我们在电信行业所做的那样，那里大约有 20 亿公里的光纤是使用贺利氏的产品制造的。”_ **\- Dr. Jan Vydra, 贺利氏科芬特光纤执行副总裁** Azure 工程师正与康宁和贺利氏并肩工作，将微软的制造工艺知识产权 (intellectual property, IP) 投入运营，提供有针对性的培训项目，并推动扩大生产所需的良率、计量和可靠性改进。 这些合作为一个不断发展的标准化全球生态系统奠定了基础，该生态系统支持： * 玻璃预制棒/管材供应 * 规模化光纤生产 * 用于部署到运营商级环境的光缆和连接 ## **基于创新基础：微软的 HCF 项目** 2022 年，**微软收购了 Lumenisity**，这是一家从英国南安普顿大学光电研究中心 (Optoelectronics Research Centre, ORC) 剥离出来的公司。同年，微软在英国启动了**全球首个最先进的 HCF 制造工厂**，以扩大生产并推动创新。这个专门建造的工厂将继续支持长期的 HCF 研究、原型设计和测试，确保 Azure 始终处于 HCF 技术的前沿。 **_图 3: A) 在实验室内准备 HCF 熔接 B) 位于英国的全球首个 HCF 制造工厂 C) 在 Azure Fiber 系统实验室内进行测试_** 通过与行业领导者合作，微软开发了一个经过验证的端到端生态系统，包括必要的组件、设备和 HCF 专用硬件，并 [**_已在生产部署和运营中成功验证_**](https://techcommunity.microsoft.com/blog/azurenetworkingblog/the-deployment-of-hollow-core-fiber-hcf-in-azure%E2%80%99s-network/4395340) _。_ ## **突破界限：近期的突破性研究** 今天，南安普顿大学 [_**宣布**_](https://www.orc.soton.ac.uk/news/7210) 了一项光通信领域的里程碑式成就：他们与 Azure Fiber 的研究人员合作，使用研究级的 DNANF HCF 技术，实现了**有史以来记录到的最低光纤信号损耗 (<0.1 dB/km)** (见图 4)。这项突破在本月早些时候发表在 [**_Nature Photonics_**](https://www.nature.com/articles/s41566-025-01747-5) 的一篇研究论文中详细介绍，为该领域的潜在革命铺平了道路，有望实现前所未有的数据传输容量和更长的无放大跨距。 **_图 4: (左) DNANF HCF 横截面 (右) 将此 HCF 研究的损耗 (dB/km) 与之前在 1550nm 附近的实心玻璃光纤 (PSCFs) 损耗记录进行比较 [1] 2002 Nagayama et al. 1[2] 2025 Sato et al.2 [3] 2025 研究级 DNANF HCF Petrovich et al.3_** 这一突破凸显了该技术改变全球互联网基础设施和数据中心连接的潜力。预期优势包括： * **更快：** 速度提高约 47%，降低延迟，为实时 AI 推理、云游戏和其他交互式工作负载提供动力。 * **更大容量：** 更宽的光谱窗口，可实现指数级增长的带宽。 * **面向未来：** 为 [**_抗量子 (quantum-safe)_**](https://www.microsoft.com/en-us/security/blog/2025/08/20/quantum-safe-security-progress-towards-next-generation-cryptography/?msockid=0ca08ed6ee6b69aa37f89d00ef826849) 链路、量子计算基础设施、先进传感和远程激光传输奠定基础。 ## **展望未来：解锁云网络的未来** 云网络的未来正在今天构建！凭借**创纪录的[3]光纤创新**、**迅速扩大的合作生态系统**以及**实现下一代性能的工业化规模**，Azure 持续发展以满足对速度、可靠性和连接性的需求。在我们加速在全球网络中部署 HCF 的同时，我们不仅跟上了 AI 和云的需求，**我们正在重新定义可能性。** #### **参考文献：** [1] Nagayama, K., Kakui, M., Matsui, M., Saitoh, T. & Chigusa, Y. Ultra-low-loss (0.1484 dB/km) pure silica core fibre and extension of transmission distance. _Electron. Lett._ 38, 1168–1169 (2002). [2] Sato, S., Kawaguchi, Y., Sakuma, H., Haruna, T. & Hasegawa, T. Record low loss optical fiber with 0.1397 dB/km. In _Proc. Optical Fiber Communication Conference (OFC) 2024_ Tu2E.1 (Optica Publishing Group, 2024). [3] Petrovich, M., Numkam Fokoua, E., Chen, Y., Sakr, H., Isa Adamu, A., Hassan, R., Wu, D., Fatobene Ando, R., Papadimopoulos, A., Sandoghchi, S., Jasion, G., & Poletti, F. Broadband optical fibre with an attenuation lower than 0.1 decibel per kilometre. _Nat. Photon._ (2025). _**<https://doi.org/10.1038/s41566-025-01747-5>**_ #### **实用链接：** * [在 Azure 网络中部署空心光纤 (HCF)](https://techcommunity.microsoft.com/blog/azurenetworkingblog/the-deployment-of-hollow-core-fiber-hcf-in-azure%E2%80%99s-network/4395340) * [空心光纤如何加速 AI | Microsoft Azure 博客](https://azure.microsoft.com/en-us/blog/how-hollow-core-fiber-is-accelerating-ai/) * [了解更多关于微软全球基础设施的信息](http://datacenters.microsoft.com/) Updated Sep 23, 2025 Version 1.0 <!-- AI_TASK_END: AI全文翻译 -->