1、 光通信產(chǎn)業(yè)機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存 文/ 許麗萍近年來，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用蓬勃發(fā)展，從“互聯(lián)網(wǎng)+”、“一帶一路”國家戰(zhàn)略，到習(xí)近平主席反復(fù)強(qiáng)調(diào)“網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國”、李克強(qiáng)總理不斷敦促“提速降費(fèi)”，都為我國光通信行業(yè)帶來了新的發(fā)展機(jī)遇。而隨著“寬帶中國”不斷落地、5G 商用時(shí)代逐漸開啟，我國光通信產(chǎn)業(yè)還將迎來更大發(fā)展空間。我國光通信技術(shù)新突破2 0 17年2月4日，武漢郵電科學(xué)研究院在國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)560Tbps超大容量波分復(fù)用及空分復(fù)用的光傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)一根光纖上67.5億對人（135億人）同時(shí)通話，標(biāo)志著我國在“超大容量、超長距離、超高速率”光通信系統(tǒng)研究領(lǐng)域邁上新臺(tái)階。該實(shí)驗(yàn)采用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的單模七芯光纖為

2、傳輸介質(zhì)。與普通光纖不同，一根單模七芯光纖相當(dāng)于七根普通光纖合而為一。實(shí)驗(yàn)負(fù)責(zé)人表示，如果將光纖信息傳輸類比作高速公路，普通光纖是單一車道，那么單模七芯光纖相當(dāng)于并行七車道，能夠提供7倍于普通光纖的傳輸能力。通過工藝及技術(shù)突破，單模七芯光纖解決了多芯光纖間的串?dāng)_難題，隔離度達(dá)到-70dB，把“車道”與“車道”間的干擾影響降到最低。除了傳輸介質(zhì)創(chuàng)新，實(shí)驗(yàn)還使用了16個(gè)單光源的系統(tǒng)設(shè)備，經(jīng)過光多載波發(fā)生裝置，單芯傳輸容量為80Tbps，系統(tǒng)傳輸總?cè)萘窟_(dá)到了560Tbps。經(jīng)專家組測試驗(yàn)證，這是國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)“560Tbps超大容量單模多芯光纖光傳輸系統(tǒng)”，達(dá)到國際先進(jìn)水平。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大

3、數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的快速興起，流量激增給信息通信網(wǎng)絡(luò)帶來巨大挑戰(zhàn)，“井噴式增長”的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流成為全球產(chǎn)業(yè)界面對的難題。作為我國光通信行業(yè)的核心研發(fā)基地，武漢郵科院近年在“超大容量、超高速率、超長距離”光通信傳輸領(lǐng)域連續(xù)取得重大突破。2014年首次實(shí)現(xiàn)一根普通標(biāo)準(zhǔn)單模光纖C+L波段100.3Tbps容量傳輸實(shí)驗(yàn)；2015年傳輸容量突破200Tbps；同年“三超”技術(shù)商用實(shí)踐取得成功；2017年光通信技術(shù)再次獲得突破性進(jìn)展，為我國光通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。光通信技術(shù)優(yōu)勢光通信（ O p t i c a l C o m m u nication）是以光波為載波的通信方式。增加光路帶寬的方法有

4、兩種：一是提高光纖的單信道傳輸速率；二是增加單光纖中傳輸?shù)牟ㄩL數(shù)，即波分復(fù)用技術(shù)（WDM）。光纖通信擁有諸多技術(shù)優(yōu)越性。首先，通信容量來自www.lW5U.com大。理論而言，一根頭發(fā)絲粗細(xì)的光纖可以同時(shí)傳輸1000 億個(gè)話路。雖然實(shí)際實(shí)驗(yàn)中不能達(dá)到這樣的超高理論值，但用一根光纖同時(shí)傳輸24 萬個(gè)話路的試驗(yàn)已經(jīng)取得成功，這比傳統(tǒng)的明線、同軸電纜、微波要高效幾十乃至上千倍。一根光纖的傳輸容量已經(jīng)如此巨大，一根光纜中可以包括幾十甚至上千根光纖，同時(shí)波分復(fù)用技術(shù)可以把一根光纖當(dāng)作幾根、幾十根光纖使用，其通信容量之大可謂驚人。其次，中繼距離長。由于光纖具有極低的衰耗系數(shù)（商用化石英光纖已達(dá)0.19dB

5、/km 以下），若配以適當(dāng)?shù)墓獍l(fā)送與光接收設(shè)備，可使其中繼距離達(dá)數(shù)百公里以上。這是傳統(tǒng)的電纜（1.5km）、微波（5 0 km）根本無法與之相比擬的。因此光纖通信特別適用于長途一二級干線通信。據(jù)悉，正在進(jìn)行中的光孤子通信試驗(yàn)可達(dá)到傳輸120 萬個(gè)話路、6000公里無中繼水平。相信不久的將來，實(shí)現(xiàn)全球無中繼的光纖通信是完全可能的。再次，保密性能好。光波在光纖中傳輸時(shí)，只在芯區(qū)進(jìn)行，基本上沒有光“泄露”出去，因此保密性能極好。另外，適應(yīng)能力強(qiáng)。不怕外界強(qiáng)電磁場干擾、耐腐蝕，可撓性強(qiáng)（彎曲半徑大于25 厘米時(shí)其性能不受影響）。此外，體積小，重量輕，便于施工維護(hù)。光纜敷設(shè)方式方便靈活，既可以直埋、管道

6、敷設(shè)，又可以水底、架空作業(yè)。最后，原材料來源豐富，潛在價(jià)格低廉。制造石英光纖的最基本原材料是二氧化硅，即砂子，這在自然界中幾乎取之不盡、用之不竭，因此未來突破技術(shù)瓶頸之后，其潛在價(jià)格將十分低廉。產(chǎn)業(yè)發(fā)展之路我國光通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展始于20世紀(jì)70年代。隨著國外低損耗光纖獲得突破，我國自1974年開始啟動(dòng)低損耗光纖和光通信研究工作，并于70年代中期研制出低損耗光纖和室溫下連續(xù)發(fā)光的半導(dǎo)體激光器。1979年，北京、上海分別建成市話光纜通信試驗(yàn)系統(tǒng)，只比世界上首次現(xiàn)場試驗(yàn)晚兩年。這些成果成為中國光通信研究的良好開端，也令中國成為當(dāng)時(shí)少數(shù)擁有光纜通信系統(tǒng)試驗(yàn)段的幾個(gè)國家之一。20世紀(jì)80年代末，中國光纖通信

7、關(guān)鍵技術(shù)已達(dá)到國際先進(jìn)水平。從1991年起，不再建長途電纜通信系統(tǒng)，而大力發(fā)展光纖通信?！鞍宋濉逼陂g，建成了含22條光纜干線、總長達(dá)33000公里的“八橫八縱”大容量光纖通信干線傳輸網(wǎng)。1999年1月，中國第一條最高傳輸速率的國家一級干線（濟(jì)南青島）82.5Gbps密集波分復(fù)用（DWDM）系統(tǒng)建成，使一對光纖的通信容量擴(kuò)大了8倍。隨著光器件產(chǎn)業(yè)逐漸向中國轉(zhuǎn)移，光通信行業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)一步加快，中國逐漸成為全球光電元器件的重要生產(chǎn)銷售基地。而隨著“寬帶中國”戰(zhàn)略推進(jìn)，國內(nèi)三大電信運(yùn)營商加快光網(wǎng)城市建設(shè)步伐，我國光通信產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)高速增長態(tài)勢。在光纖光纜方面，得益于三網(wǎng)融合和“寬帶中國”帶來的大量需求

8、，2013以來年市場需求迅速增加。光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備方面，三網(wǎng)融合形勢下的FTTH（光纖到戶）、NGB（下一代廣播電視網(wǎng)）與雙向改造熱潮，長時(shí)間釋放出光通信設(shè)備需求。三網(wǎng)融合也刺激廣電、電信運(yùn)營商對光纖網(wǎng)絡(luò)不斷投入，國內(nèi)PON（無源光纖網(wǎng)絡(luò)）設(shè)備、ODN（光配線網(wǎng)絡(luò)）市場需求增大，PTN（分組傳送網(wǎng)）、OTN（光傳送網(wǎng)）網(wǎng)絡(luò)升級也會(huì)帶動(dòng)相應(yīng)設(shè)備需求上升。光器件、光模塊產(chǎn)業(yè)投資亦不斷擴(kuò)大，涌現(xiàn)出一批光器件企業(yè)。近年來，“寬帶中國”戰(zhàn)略、4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)全面推進(jìn)，5G技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)第二階段測試啟動(dòng)，“互聯(lián)網(wǎng)+”上升為國家戰(zhàn)略，都極大推動(dòng)了光通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展。根據(jù)“十三五”國家信息化規(guī)劃要求：光纖入戶用戶占總寬帶

9、用戶比率要從2015年的56%提升至2020年的80%，固定寬帶普及率要從2015年的40%提升到2020年的70%，光通信需求快速增長。同時(shí)，光通信系統(tǒng)在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用出現(xiàn)爆發(fā)式增長。云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用日新月異，互聯(lián)網(wǎng)用戶不斷增長，推動(dòng)大型數(shù)據(jù)中心加速建設(shè)，由此衍生的網(wǎng)絡(luò)光纖光纜、光通信設(shè)備及器件需求，給光通信行業(yè)帶來了巨大市場機(jī)遇。此外，以視頻、直播為核心的重度流量應(yīng)用日益普及，流量爆發(fā)對通信網(wǎng)絡(luò)升級與擴(kuò)容提出了更高要求，光通信迎來了新一輪大發(fā)展周期。在此過程中，三大運(yùn)營商的巨額資金投入是市場繁榮的重要原因。2015年，中國電信、中國聯(lián)通加速4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，分別建成約50萬個(gè)、40萬

10、個(gè)4G基站。同時(shí)，中國電信、中國聯(lián)通加大推進(jìn)接入網(wǎng)光纖改造，在全國范圍打造“全光省”。中國移動(dòng)更投建了全球規(guī)模最大的4G網(wǎng)絡(luò)，4G基站數(shù)量達(dá)到110萬個(gè)。2016年，中國電信、中國移動(dòng)、中國聯(lián)通分別投建29萬、30萬、28萬個(gè)基站，資本開支分別為970億元、1862億元、750億元，合計(jì)3582億元。巨額資金投入下，光纖光纜市場需求持續(xù)旺盛。分析機(jī)構(gòu)預(yù)測，20162018年中國新建省際光纜干線總長將達(dá)11.1萬公里，新建省內(nèi)干線光纜總長達(dá)5.4萬公里，市場對光纖光纜的需求在未來幾年內(nèi)將一直處于高位。機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存我國光通信產(chǎn)業(yè)經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，在產(chǎn)業(yè)布局、產(chǎn)品規(guī)模及種類等方面的競爭力持續(xù)提升，

11、目前已成為全球最大的光通訊市場，光纖光纜出貨量接近全球總量的一半，成為名副其實(shí)的光纖制造大國。但不可忽視的是，我們的光通信產(chǎn)業(yè)雖“大”卻不“強(qiáng)”，產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展不平衡，特別是位于產(chǎn)業(yè)鏈源頭的光器件和高端芯片，技術(shù)實(shí)力仍落后于發(fā)達(dá)國家。相較美國， 中國光纖傳感行業(yè)尚處于起步階段。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2016年年底，中國3000萬元規(guī)模以上的傳感器制造企業(yè)有300多家。但行業(yè)整體素質(zhì)參差不齊，小型企業(yè)占比六成，以生產(chǎn)低端產(chǎn)品為主；少部分龍頭企業(yè)和外資企業(yè)占據(jù)高端產(chǎn)品市場。光器件及芯片企業(yè)整體實(shí)力不強(qiáng)，產(chǎn)品主要集中在中低端領(lǐng)域，在10G以上速率的有源器件和100G光模塊等高端領(lǐng)域開始有所突破。如索爾思光電的100Gbps QSFP28收發(fā)模塊，具有較強(qiáng)的性能和成本優(yōu)勢，易飛揚(yáng)100GQSFP28光模塊研發(fā)成功、100GCFP-LR4光模塊正式商業(yè)化。從市場角度出發(fā)，盡管近年來受益于國家政策，光纖線纜行業(yè)發(fā)展迅猛，但產(chǎn)品價(jià)格持續(xù)在低位徘徊，產(chǎn)能過剩嚴(yán)重，競爭日益激烈。對企業(yè)而言，只有積極放眼未來、不斷加強(qiáng)技術(shù)儲(chǔ)備，才有機(jī)會(huì)勝出。未來網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用