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光通信產業鏈的冰與火

橙子视频app 盡管只有短短半個世紀的歷史,光纖憑借大容量、低損耗、抗干擾能力強等優異性能,已經成為當今信息社會的核心物理基礎,并在可預見的未來具有不可替代的作用。值得慶賀的是,中國光纖廠家經過20余年的艱苦奮斗,掌握了光棒-光纖-光纜全產業鏈核心制造技術,并占據了全球一半市場份額,光通信也是中國在高新技術領域與世界先進水平最接近的領域之一。

工信部科技委常務副主任、中國電信科技委主任韋樂平無疑是通信領域當前最權威的專家之一,本次大會韋總也出席并發表演講。在大會間隙,C114編輯抓住機會采訪了韋總,向其請教了光纖乃至光通信產業鏈的發展現狀,高度繁榮卻存在缺憾的冰與火。
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光纖:超100G存在的問題
韋樂平在演講中指出,中國骨干網在2013年最大段落容量達到12T,100G開始大規模部署并成為骨干網的主導。誠然如此,信息發展日新月異,移動互聯網、大數據、4K乃至VR對帶寬需求的持續高速增長,消耗大帶寬的殺手級應用不斷涌現,推動骨干網繼續升級,下一代400G乃至1T網絡已經提上日程。
超100G網絡需要新一代光纖的支撐,因此本次大會期間專門有一個“備戰400G”的新型光纖討論會。國外的康寧、住友,國內的長飛、亨通、烽火等已經宣布推出新一代光纖的廠家,均探討了超100G網絡對新一代光纖的需求,總的來說落腳在超低損耗和大有效面積兩個方向,超低損耗與大有效面積的平衡和抉擇,成為探討的焦點。
韋樂平對C114表示,超低損耗和大有效面積從理論上看都是完全正確的,分開來看,超低損耗比大有效面積光纖更符合現網的實際需求。原因首先是成本,在康寧等公司的努力下,超低損光纖價格已經只有常規光纖的三倍,應用到光纜只增加了10%,最后應用到整個傳輸系統和網絡中,成本增加則不到1%,光纖光纜使用壽命長達二三十年,這一點點成本增加是完全可以接受的,否則將面臨增加很多中繼站,需要重新折騰光纜基礎設施的尷尬局面。
更重要的是,超低損光纖可以與現網光纖有效對接,接頭損耗很小,維護方式、維護習慣不會變化,受到維護部門的歡迎。大有效面積光纖盡管在對抗非線性方面具有無可爭議的優勢,性能比超低損光纖略好0.5dB。但是在現有龐大的常規光纖資源范圍內應用,一定會在各種場合遭遇到與常規光纖的對接問題。由于兩者的有效面積失配,損耗太高,需要特殊設計的熔接機和全新的熔接方法,還需要更改維護規程和習慣,增加備品備件管理的復雜性,重新培訓維護人員,這些都是維護工作最不愿意看到的問題,帶來的那一點點好處完全不值得我們去折騰和更改大家非常熟悉和習慣的維護體系和維護規程。
韋樂平指出,兩者結合,即超低損和大有效面積,自然在性能上最好,但是按照目前的技術和工藝水平,其成本比常規光纖高10倍以上,難以普遍應用在陸地光纜系統,只適合應用在特殊的海纜系統上。他直言康寧公司在6年前就已經做出超低損光纖,但中國光纖廠家對此重視不夠,技術方向上左右搖擺,嫌市場不大,遲遲拿不出產品。
盡管中國長飛等個別廠家在去年也發布了超低損光纖產品,但其損耗水平還與先進水平有不小差距。簡言之,中國光纖廠家在超低損光纖上的整體缺位將直接影響我國未來400Gbit/s光纖基礎網絡的發展。韋樂平從現網未來實際應用出發考慮對新一代光纖的需求,值得業界廠家深思。光纖發明50年,中國光纖廠商已經在規模上成長壯大,但在高端技術領域仍需加快追趕步伐,以幫助提升骨干網的競爭力。
光器件:急需縮小差距
在光設備-光纖光纜-光器件構成的光通信產業鏈中,光設備領域中國有華為,中興,烽火等設備商的努力,已經達到世界先進水平,在國內外市場均有較大的話語權,光纖光纜領域也展現出較強的競爭力。在最容易受到忽視的光器件領域,中國廠商始終在低端市場徘徊,這些年來與國外領先廠商的技術差距并沒有縮小,成為產業鏈健康運行的一大隱憂。
當C114拋出這個問題時,韋樂平直接指出政府對光器件/光芯片不夠重視。在光纖光纜領域,政府曾數次祭出“反傾銷”法寶,給國內光纖廠家留出了寶貴的追趕時間。但在光器件/光芯片領域,技術門檻高、規模小,缺乏大資本投入,行業內眾多中小廠家無力高強度投資研發,政府也沒有強力政策扶持,造成了如今落后的局面。
韋樂平表示,他本人,還有趙梓森院士等專家幾十年前就呼吁國家對光器件芯片扶持,但一直以來看不到國家的重視和投入。“光器件芯片非常重要。而且相比微電子而言,我國光器件芯片與國際先進水平差距更小,需要的投資更小、更容易突破。國家在微電子領域投入了數千億元,最近成立的大基金,也與光器件芯片沒有什么關系!”
在代表光器件芯片未來方向的光子集成領域,美國已經未雨綢繆,由政府出面在2015年7月投資6.1億美元,成立了集成光子學創新機構AIM Photonics。該機構將制造商,材料提供商,軟件提供商,用戶和研究者等組織起來,促進各方合作,打造一個標準化的集成光子平臺,方便技術擴散。此舉體現了美國政府長遠的戰略眼光。據韋樂平所知,中國目前為止并沒有成立類似機構的打算。
一位資深行業人士曾對C114表示,擁有光子集成技術不只是去贏得某一個產業市場的手段, 而是一個國家要擁有戰略性技術競爭能力必須要做的事情。中國也需要政府對光器件芯片加以重視,盡管市場份額正在提高,但無視技術差距就輸掉了未來。
從光網絡成本的構成看,韋樂平表示在現有設備中光器件的成本已經占據50%-60%,隨著速率的繼續提升,其份額將可能提升到80%-90%,舉足輕重。“光器件技術的突破實在已經刻不容緩,特別是希望能盡快突破量子點激光器和硅光子器件等光器件芯片技術,從而幫助大幅度降低網絡建設成本、功耗和尺寸,為光網絡的下一波發展提供強大的器件技術支撐
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