光纤光缆三十年发展架起电信业光脉络_通讯与电讯_科技时代_新浪网
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光纤光缆三十年发展架起电信业光脉络
　　-通信产业报记者　于尚民
　　光纤光缆三十年的发展，就是构建中国通信传输脊梁的三十年。
　　规模已成
　　从昨日八横八纵大动脉到今天的传输新干线，每根脊梁都是有光纤光缆铸就。根据信息产业部颁布的《2006年通信业发展统计公报》，2006年中国光缆线路总长度达到425.9万皮公里，光缆纤芯总长度到8893.4万芯公里。
　　1976年，美国开通了世界上首个实用光纤通信系统，拉开了光通信发展史的序幕。而我国光纤光缆产业的发展是也与世界同步，从1978年到2007年，正好经历了三十年时间。目前我们已经建成一张世界级规模光纤网，覆盖了全国城乡，并且还有新干线在不断兴建。
　　三十年的积累不仅打造了传输骨干，还为我国营造了一个巨大的产业规模。资料显示，2005年我国共生产销售光缆1750万芯公里，占全球生产量近30%，位居世界第一，我国已成为世界光纤光缆的主要生产基地之一。2006年，全国产销光缆达2000万芯公里。其中，长飞460万芯公里、亨通408万芯公里、烽火280万芯公里，中天、通光、永鼎、奥星都达150万芯公里之上，成康、富通、汇源、特发都达100万芯公里以上。
　　强国步伐还得加速
　　成就显著，但我们仍需清醒，产业规模巨大并不意味着是产业强国。光纤光缆核心技术预制棒，国内仅有少数企业掌握，国内光纤企业的预制棒需求大多依赖进口。据海关数据显示，2006年日本进口到我国的预制棒重量为558.3吨，占国内预制棒总需求的四分之三多。对此现状，烽火通信线缆部总经理耿浩表示：“国内企业虽然已经具备了一定的制棒能力，但是在制棒技术、原料供应、成本控制、产业规模等方面与国际先进水平还有很大差距，光纤生产的总体格局为‘买棒拉纤’”。
　　根据国际权威咨询公司的预测，未来3到5年，光纤的需求每年有8%―10%的增长。面对如此增长需求，国内预制棒技术产业化推进就更为急迫。
　　耿浩表示：“研究开发具有自主的光纤预制棒生产技术并实现产业化，对于打破国外通信巨头对我国光纤通信市场的垄断地位，培养通信行业核心都具有重要意义。”
　　成就亦是开始
　　三十年是个成就，亦是一个开始。目前正值新一代传输网和光纤接入建设的重要时期，新业务环境的变化和光通信技术的发展都会对光纤光缆提出新的要求。
　　光传输网络建设主要推动者中国电信认为，未来骨干网对光纤光缆的要求是更低的PMD系数、合理的色散系数和有效面积、扩展的可用波段、更低更稳定的传输损耗等。
　　这些要求都是对应于海底长距离传输网等新建设。实际上，不仅是长途骨干网，对于城域网和接入网同样有着新的要求。
　　中国电信北京研究院张成良在谈到这个需求时说，对于城域网，目前G.652D光纤是最佳选择，未来应关注G.655E、G.656等新型光纤。对于FTTH，FTTH问题是成本和宏弯损耗，目前应从G.652光纤中选择弯曲性能比较优异的产品，同时积极跟踪新型G.657光纤的发展，在条件成熟的时候引入现网应用。
　　对于光纤光缆的研究重任，业内专家贴切的诠释为，新技术的研究过程亦是提高自主创新能力的过程。
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通信市场的飞速发展带来了光纤光缆需求的增加，3G启动、光进铜退以及FTTH、IPTV等的拉动，城域网和接入网的改造，将给我国光纤光缆市场转暖及发展带来很好的机遇。烽火通信科技股份有限公司线缆部总经理耿浩江苏亨通光电股份有限公司总经理钱建林江苏通光信息有限公司董事长张忠江苏永鼎股份有限公司副总经理韦祖国深圳特发信息股份有限公司光缆分公司副总经理王爱国中电元协光电线缆分会理事长华纪平中电科技集团公司第23所副总工程师钱祖清发展现状与需求热点●国内光纤光缆市场保持增长态势，全行业集中度有所提高●新型光纤产品的应用必将成为行业的热点和市场的“新宠”耿浩目前，国内通信建设以城域网、接入网和农村村村通等为主要建设热点，对光纤光缆产品的需求形成了以中小芯数常规光缆、大芯数光纤带光缆以及适合于楼内室内布线用的软光缆等产品为主的热点，同时这些建设热点对成本非常敏感，光纤光缆产品以及施工工程的成本也是大家关注的重点。中国光纤光缆产业经过了6年多的严冬，残酷的竞争促进了产业的整合，成本控制的能力得到了提升。但是在这一轮竞争中，全行业赢利能力过低、自主发展的能力不足，没有足够的资本积累用于解决一些关键性的问题如预制棒技术以及规模化生产、光纤光缆新产品的开发等。这些技术瓶颈必将长期制约着全行业的长期赢利的能力和参与国际竞争的能力，行业只能陷入低价竞争的恶性循环，从长远看，这种结果对我国光纤光缆产业的发展是非常不利的。同时由于产业链增值能力逐年下降，将促使越来越多的资本撤离光纤光缆行业，由此将会使产业链更加脆弱。钱建林光纤市场现状：中国目前应用光纤3500万公里，在市场应用分布中大致如下：接入网占50%，城域网占35%，长途干线占10%，用户驻地网占5%。长期以来，世界光纤市场中美国居第一，日本第二，欧洲第三，中国第四。现在我国已超过日本，成为世界第二大光纤光缆市场。通信光缆现状：常规通信光缆分三大结构形式：层绞式、中心管式、骨架式。每一种结构又可分光纤束式和光纤带式。光缆按所用光纤不同可分做：多模光纤光缆、常规单模光纤光缆、G.655光纤光缆、G.656光纤光缆、 G.657光纤光缆等。我国大部分光缆企业都可提供上述产品。张忠2007年国内光纤光缆市场保持增长态势，全行业集中度有所提高，供货进一步向大企业集中。行业向布局逐步合理的新的局面发展：形成几个不断完善的大型产业集团。其动力一方面来源于国家信息化战略的实施，将有力推动宽带和移动网络的迅猛发展；另一方面，电信运营商转型战略的实施促进农村市场和宽带商务市场的增长；此外，技术进步和市场对带宽需求增加的双重作用也推进了我国光纤光缆市场内在的繁荣。其次，在电力、军队和石化等领域对特种光缆的需求也非常大，对光纤光缆的新技术、设备和工艺提出了更高的要求。虽然光纤光缆未来的市场需求非常看好，但是就目前而言，光纤光缆企业发展并不乐观。总量增加，但整体利润却在下滑。原因大体有如下几点：1.目前光纤光缆行业总体供需基本平衡，因此行业份额居前的企业为了维持且提高份额不会轻易提高价格。 2.目前光纤光缆基本采取运营商统一招标，而运营商招标时间不确定的，导致全年格局的不明朗，光纤光缆厂商大多处于弱势，因此价格仍旧位于低谷3.原材料(主要是铜、铝、塑料等)大幅涨价。4.在技术方面还是有非常大的欠缺。很突出的一点是本土电线电缆企业在整体技术研发上还没有跟上当今世界电线电缆的研发的步伐，虽然在局部技术方面也取得了一定成绩，但在高端电线电缆研发方面还很薄弱，很难与国际光缆巨头抗衡。另外，线缆企业内的技术体系基本处在一个对外来技术的“翻译”阶段，模仿性的创新都不够。而本土线缆 企业在新技术的投资方面显然跟不上。钱祖清自上世纪70年代光纤通信进入实际应用以来，经历了快速发展、低谷和复苏几个时期。目前光纤光缆市场正处于迅速增长阶段。 2006年全球光纤用量达9000万公里，我国光纤2006年用量达2800万公里，比 2005年增长约30%，与2002年低谷时相比将近翻了一番。但是由于产能扩张过猛，特别是2002年前发展过热时期扩张的产能严重过剩(尚未完全消化掉)，至今总体上仍是供大于求。如我国光纤产能4000万公里 /年，因此整个光纤光缆行业仍处于微利甚至无利的状况。当前，无线宽带接入迅速发展，特别是3G即第三代移动通信发牌在即，4G技术正在开发中，移动通信基站需要使用光纤传输信号，因此， 3G的建设将给光纤光缆产业带来巨大的市场。华纪平目前光纤光缆行业面临的最大问题是产能过剩带来的价格竞争等恶性竞争行为，使整个行业进入微利甚至亏损运行状况，导致不少工厂倒闭，也带来了后续创新投入不足，以致竞争力下降的不良后果。一些生产规模位居前列的企业开始加速产业整合，目前我国规模最大的光纤生产企业光纤产量已列世界前三名，有五家企业的光纤年产销量达500万公里，企业家们纷纷提出理性竞争、诚信经营的理念，这些企业已大力加强了技术创新，已经自主开发成功先进的光纤生产设备和生产工艺，为进一步降低成本，提高国际竞争力打下了基础。我国光纤光缆产业发展的历程是先发展技术含量相对较低的光缆生产及进口光纤预制棒拉丝，生产设备全部进口，自己生产预制棒的规模很小，基本上受制于人。现在几个大企业自己开发成功MCVD、OVD、VAD 等光纤预制棒芯棒及外包层沉积工艺设备，大幅度降低了对进口合成石英管的依赖，不仅是技术上的一大进步，而且对提高国际竞争力，加速产业发展有重要意义。光纤光缆行业协会、学会等组织工作活跃，每年举办多次学术或行业高峰论坛，对协调产业发展及技术交流起到了很好的作用。王爱国在光纤方面，目前，新型光纤行业已经出台相关建议，塑料光纤光缆的技术标准也在积极制定之中。此外，光子晶体光纤的实验室研究进展顺利，目前已经推出样品，虽然技术还需要进一步成熟以及整个光通信系统技术的突破性进展，但样品的研制成功，无疑推进了市场应用的进程未来一个时期，新型光纤产品的应用必将成为行业的热点和市场的 “新宠”，如移动通信用新型光纤、FTT H用新型抗弯曲单模光纤、超低损耗单模光纤、大长度及高强度海底光缆用光纤、光子晶体光纤以及耐高温特种光纤等，这些新产品的研发和应用，都将是行业研究和关注的重点。低水峰G652D光纤目前已经成为主流，国内使用量已经超过50%。光缆方面，随着光通信的普及并向各个行业发展、不断形成新的需求热点，光缆将向着低成本、品种多样化、应用细分化、芯数密集化、缆芯干式化、结构小型化方向发展。1.光缆的技术品种将向着应用细分化，如接入网中馈线缆、配线光缆、光电综合引入光缆、室内软光缆以及电力系统用OPPC、OPGW和ADSS 光缆等方向发展。2.接入网的馈线光缆要用芯数密集化的光纤带光缆，目前用得最多是144芯、288芯，今后两年内在很多地区将会用到600芯左右的光缆，目前商用的已经达到了1000芯。3.缆芯干式化也是一种新发展。用阻水纱、阻水带代替油膏也可起到纵向阻水作用，而免去了开剥缆接头时油膏难处理之苦，更杜绝了因油膏质量不好引起析氢之隐患。这种半干式光缆可用于非长途干线的大部分场合，尤其是适用于室内/室外两用光缆。4.光缆结构小型化、低成本等也是一种变化趋势。不管是城市管道空间限制还是用户对价格的要求，在满足环境特性、机械特性的前提下，光缆的外径也会越来越小，成本自然也降低了。面临问题与企业对策●目前行业发展中面临的最大问题是光纤光缆价格太低●应积极引导业内各企业间的兼并重组，控制产能扩张，防止竞争进一步加剧耿浩由于光纤光缆产业的下游客户相对固定，行业的生存和发展很大程度上依赖产业链上各环节自身的赢利能力提升和客户对这个行业的培育，行业内企业与客户都应该以更长的产业链，长远和谐生存的眼光来审视各自应该承担的责任，企业除了应该学会竞争还要学会合作。行业主管部门和行业协会应积极引导业内各企业间的兼并重组，控制产能扩张，防止竞争进一步加剧，引导多家企业联合起来集中资金解决一些影响产业发展的关键技术和问题，促进行业的长远发展和海外拓展。钱建林目前行业发展中面临的最大问题是光纤光缆价格太低，由于接受中国移动、中国联通、中国网通、中国电信等系统运营商的集中采购，使光缆采购价格一降再降，给国内众多光缆制造企业造成了很大的经营压力。张中光纤光缆企业面对以上的这些挑战，不要指望出现2001年的那种繁荣局面，而是要提高企业自身的能力和素质。应该做到以下几点：第一提高技术更新能力。众所周知，全球各领域、各方面技术的更新比以往任何时候的速度都要快，所以目前线缆产品价格降低的驱动力量不是单一地依靠规模效应带来的作用，更大因素是电线电缆新技术出现而对相对旧有技术的技术性的贬值。线缆企业必须具备创造具有竞争力新产品的能力，而这种能力的背后是一个企业自身强大的研发系统，以及由这个系统所关联的企业外(现在通常是指全球范围)的、能整合到自己组织系统的技术资源。第二，拥有适应这种技术更新所必需的产品更新以及这些产品商业化的组织效率。也就要提高我们的组织运营和管理能力。第三，选择自己的核心竞争能力，培育优良资质的品牌。竞争是永远的，关键是选择哪种竞争思路与路径。第四，善待人才，打造学习型企业。如果说以前是靠市场的机会和手中的资源赢得市场的话，那么，今后肯定是要靠综合实力的竞争。所以在资源相近的情况下，商业运作能力的高低就决定了市场上的胜败。作为光纤光缆企业来说，除了手中的资源外，还必须具备学习的能力，不断获得新的思想与观念，学习新的知识与技巧。同时还要善待人才，形成一个学习新知识型的竞争团队，以团队的竞争力获胜。一个优秀的竞争团队不仅能在商业竞争中取胜，还能获得更多的企业资源。王爱国几大方面的变化形成了光纤光缆行业激烈竞争的格局：1.集中采购已经成为行业大用户的一致选择。继中国移动、中国网通采用集采模式后，2007年中国电信、中国联通也开始采用集采模式。2.电力行业中非运营商的国家电网也采用集采模式，把220kV以上的招标全部纳入国网；南方电网把南方5省纳入了框架选型的范畴；省网公司也纷纷采用一年一次框架选型的模式。3.集采价格权重过大，光纤光缆价格继续小幅下降，制造厂家的利润将进一步压缩，甚至亏损也将进一步扩大。4.光纤、光缆产能扩张速度大于需求增长，供大于求状况仍将延续。光纤光缆企业应该通过产品创新创造新的利润增长点，用新品引导市场，进一步降低企业运营成本，重视产品质量。市场机遇与增长动力●城域网和接入网改造是推动光纤光缆需求增长的动力之一●FTTH的推广建设将是中国光纤光缆行业真正的扭转契机耿浩通信市场的飞速发展带来了光纤光缆需求的增加，可以暂时缓解国内业已存在多年的供需矛盾，但是国内市场供大于求的局面短期内不会改变，而且随着几个大的集团逐渐形成，业已存在的产能被得到了更加充分的发挥，国内市场的竞争仍然会非常激烈。但是国际通信业的发展却给中国的光纤光缆产业提供了出路，如中国的纺织品、鞋帽、彩电等产业一样，中国光纤光缆产业存在着成本的优势，在国际市场上应该大有可为。与国外企业相比，我国光纤光缆企业经过多年的残酷竞争，已经形成了足以影响全球光纤光缆产业的产能和技术能力，尤其在成本控制和产业规模上已经具备了较大的优势，但是由于品牌影响力以及销售渠道等问题还需要很长时间去解决，因此中国的光纤光缆产业国际化还有很长的路要走。钱建林随着通信市场的飞速发展，结合宽带需求推动3G投资启动、光进铜退以及FTTX、IPTV等的影响，给我国光纤光缆市场转暖及发展带来了很好的机遇。与发达国家相比，国内光纤光缆企业具有劳动力成本低的优势；与发展中国家相比，国内企业具有技术领先、产品性能稳定、研发能力强等优势。凭借这些优势，国内企业一定会在这个领域有所作为。韦祖国中国光纤光缆行业经过近30年的发展，从小到大，从弱到强。在这个发展过程中，既有起初的引进吸收、消化仿制，又有国内研究机构的自主创新，既有行业高速发展的喜悦，也有2001年以来整个行业低迷的痛苦。时至今日，才有光纤光缆复苏的迹象。随着电信运营企业的转型，线缆企业如何随之转型，向服务于电信运营企业的方向发展，是所有线缆企业走出困境，得以健康、持续发展的重要途径。当前的通信业的发展，已从最早简单的话音业务向视频、IP化、宽带化等多业务发展。通信产业已呈现新的发展特点：基础通信业务稳步发展，通信移动化明显提升，宽带化显著增长，IP化比例迅猛膨胀，视频终端快速增长。业务的发展对网络的发展提出了新的要求，比如：统一业务实现基础与多种业务的灵活组合，实现以客户为中心的业务模式；针对不同业务特征，提供质量可控的端到端的服务，提升业务的综合支撑能力；提高宽带接入的带宽和质量，支持高带宽无缝接入和业务综合接入；构建综合覆盖良好的平台，业务灵活的移动网络，以提供优质的移动综合业务。由于以上的需求，实现网络主体的拓展和转型，实现网络能力的整体提升，部署更为集中、灵活、合理的网络，就成了电信运营企业转型的方向。它的转型带来更高的网络建设要求，为我们线缆企业带来了机遇和挑战。如何随之转型，服务于电信运营企业，服务于网络，线缆企业应根据各自的实际情况做出选择。电信转型为我们的发展带来新的机遇，特别是目前3G网络与FTTH网络的建设步伐在加快，为我们转型指出了方向。“光进铜退”是线缆市场的发展趋势，从今年市话电缆需求减少即可看出。但光进铜并非全退，而是有进有退。新一代3G网络与FTTH网络的建设对光缆的需求有新的增加，这里除了原有的普通光缆外，对于FTTH所需的特殊光缆需求也在增加。在3G网络的建设中，由于新技术的发展，3G基站所需求的线缆也发生变化，射频同轴电缆的用量会越来越少，尤其是采用光纤拉远技术后，对光纤光缆的需求越来越多，给光电缆企业带来了新的机遇。王爱国对铜质电缆的代替推动需求增长；2006年-2008年期间3G 网络建设将会推动光纤光缆行业销售收入年均增长约15%；城域网和接入网改造是推动光纤光缆需求增长的动力之一；农村信息化建设工程推动光缆需求的大幅攀升；2008年后FTTH的推广建设将是中国光纤光缆行业真正的扭转契机；应用细分给光缆新品推出创造了契机。与国外企业相比，国内光纤光缆企业有成熟的运营商应用经验，客户群更广，制造成本低，技术上与国外企业没有差距。技术走向与发展趋势●随着总成本的不断下降，FTTx必将成为建设的热点●产品更加多样性，应用场合更加复杂耿浩光纤作为通信介质在今后一段甚至很长的时间内将会是市场的主角，需求量的不断增大和成本的不断下降将成为相互促进的两个因素。不远的将来，随着总成本的不断下降，FTTx必将成为建设的热点，可能会迎来光纤光缆产业的再次繁荣。产品的多样性和应用场合的复杂性将促使光纤光缆产业与上下游产业的融合和延伸，也将会给成熟的规 模较大的光纤光缆企业带来更大的发展空间。钱建林未来市场将呈以下发展趋势：1.光传送网带宽高速增长近几年来传送网带宽不断增长，目前骨干网接口基本上采用2.5G、 10G接口，今后两年40G接口会商用。未来5年，带宽将以每年50%的速度增长。到2010年骨干网截面带宽流量将达50T以上，其中97%以上为数据带宽。2.互联网市场大发展过去4年内，中国互联网用于光纤网络等基础设施建设的投入约为 1000亿美元。至今年5月底，中国互联网宽带用户已达5824.1万户，世界排名第二。以后随着宽带接入价格的降低，中国及亚洲宽带用户将大幅增加。到 2010年中国互联网用户将超过美国，成为世界第一。3.宽带固定接入发展方向是“光进铜退”2001年全国全塑市话需求是8000多万对公里，去年降到接近4000万对公里。接入网光进铜退是大势所趋。FTTH主要问题是成本高，数据接入约需1000元，多重业务接入约需3000元。而DSL每线成本才30 0元～700 元。目前光纤已很便宜，但网络节点处理速度升级成本，光电转换、编解码以及光器件升级的成本，还有线路铺设成本、网络管理成本等较高。大约到2011年左右，FTTH成本会与DSL相当，铜缆才可能谢幕。4.接入网发展，催生了光纤新品种在楼宇和室内光缆的安装要求光纤有较高的抗弯曲性能，它是一种接入网用弯曲不敏感单模光纤。传统多模光纤，用LED光源，传输速率只有10M-100Mbit/s，不能满足更高传输速率。IEEE先推出千兆以太网标准，后又推出万兆以太网标准。5.宽带无线接入值得关注近年来宽带无线接入技术逐渐成熟，也开始成为一种接入的手段。 WLAN/WiMax可用于热点覆盖：W LAN可作为家庭联网的一种主要方式，提供灵活接入；WiMax用于远距离大空间的移动接入，在移动办公、军事、 救灾、空间探险等领域有广阔的应用空间。王爱国未来几年，光纤光缆行业间将通过整合、兼并扩大规模，增强实力；成本将进一步降低，进行工艺改进的主要路线是走原材料国产化道路；主干网建设主要是扩展和完善；城域网、接入网建设逐渐成为主流，将会占总建设量 70%以上。
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G652光纤光缆与G.655光纤光缆的比较说明
目前世界各国光缆干线上采用的光纤基本上分为G.652 和G.655 两种，其中以G.652光纤光缆为主。
G.652 光纤于1983 年开始商用，现在已在世界各国通信网中得到了广泛应用。这种光纤同时具有1550nm 和1310nm 两个窗口，其零色散点位于1310nm 波长附近处，最小衰减位于1550nm 波长附近，再配合使用光纤放大器，可以在
G.652 光纤上开通8×2.5Gbit/s 或16 甚至32×2.5Gbit/s 系统。
G.655 光纤于1993 年开始商用。它在nm 区域色散绝对值为
1.0-6.0ps/nm ，克服了G.652 光纤在1550nm 波长范围内色散值过大的缺点。同时基本解决了开放DWDM 系统时所存在的光纤非线性问题。目前在国际和国内基于10Gbit/s 以上(尤其是40Gbit/s )的DWDM 系统的通信干线中均采用了这种光纤。
目前商用的G.655 和G.652 光纤的主要技术参数列于下表：
G.655 和G.652 光纤的主要技术参数表表1-1
工作波长(nm)
衰减(dB/km)
零色散波长(nm)
零色散斜率(ps/nm2.km)
色散(ps/nm.km)
色散范围(nm)
偏振模色散(ps/√km)
单盘：≤0.125 链路（≥20盘光缆）：≤0.10
单盘：≤0.20 链路（≥20盘光缆）：≤0.15
光有效面积(m2)
模场直径(m)
8.0 ～ 11.0
8.8 ～ 9.5
弯曲特性(dB)
从表中参数可以看出，两种光纤的衰减系数并没有太大差异，G.652 光纤的色散系数在1550nm 波长为18ps/nm.km，当传输10Gb/s 的TDM 和WDM 系统时，为了增加中继距离，需要介入具有负色散系数的光纤进行色散补偿。G.655 光纤nm 波长区色散通常为1.0-6ps/nm.km，传输相同的10Gb/s 系统时，因色散很低，勿需采取色散补偿措施;但G.655 光纤因在1550nm 处色散较小,其非线性效应比G.652 光纤大；G.652 与G.655 光纤的PMD 建议指标相同，实际测试时，G.655 光纤 PMD 指标小于G.652 光纤。目前G.655 光纤的价格较高，其市场价格约为G.652 光纤的1 倍。两种光纤的工程应用列于下表。
表1-2 G.655 和G.652 光纤应用比较表
采用光纤类型
传输2.5Gb/s TDM 和WDM 系统
传输10Gb/s TDM 和WDM 系统
但需采取色散补偿措施
表中比较表明，对于传输2.5Gb/s 的TDM 和WDM 系统，两种光纤均能满足。对于传输10Gb/s 的TDM 和WDM 系统时，G.652 光纤需采取色散补偿措施，并需要对已敷设的光缆进行PMD 测试，在满足要求的前提下，才可开通基于10Gb/s 的传输系统。G.655 光纤不需频繁采取色散补偿措施，但光纤价格偏高。
针对本次E-GOV骨干光缆传输网，其采用以2.5Gb/s速率为基础的WDM系统将足以满足相当长时间的干线业务量需求。在这一速率前提下，新建光缆传输系统采用G.652光纤光缆是合理的选择。
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光纤光缆技术的进步之路解析：助推产业发展的原动力
摘要：现在我国已拥有长飞、亨通、烽火、中天等一大批骨干企业，已然成为光纤光缆大国，光纤通信作为现代通信的重要方式，光纤光缆从最初的发现到现在的高速发展经历了怎么样的过程？
　　ICCSZ讯 & &1966年，在英国工作的中国人高锟与英国人霍克曼共同提出用玻璃纤维作为光传输介质的科学设想。他们认为，电可以沿着导电的金属线远距离传输，光也可以沿着导光的玻璃纤维传输，由此产生了低损耗的光导纤维(简称光纤)的概念。当时玻璃纤维的传输损耗为1000dB/km，用于医学技术的短距离直接图像传输。他们认为玻璃纤维的损耗是可以减小的，如果能降到20dB/km以下，就可用于通信。许多国家开始从事这方面研究。
　　1970年，美国康宁公司研制成功了损耗小于20dB/km(633nm)的石英单模光纤。1972年康宁又把光纤的损耗降到7dB/km。1973年贝尔实验室发明的MCVD法制造光纤，使光纤的损耗又降到2.5dB/km。
　　1970年，美国贝尔实验室研制成功室温下连续振荡的GaAlAs半导体激光器。与早期发明的红宝石激光器和气体激光器相比，半导体激光器体积小，耗电少，又能直接用电流调制，使用极为方便，为光纤通信找到了合适的光源。但是，初期的半导体激光器寿命很短，只有几个小时。此后，各国不懈努力，各种实用的激光器相继问世。1976年日本NTT和美国麻省理工学院又研制出InGaAsP长波长激光器。1977年贝尔实验室研制成功了室温下寿命为100万小时的GaAlAs激光器，为光纤通信的商用化奠定了基础。
　　1976年美国首先在亚特兰大成功地进行了44.736Mb/s传输10km的光纤通信系统现场试验，使光纤通信向实用化迈出了第一步。
　　1977年美国在芝加哥两个电话局之间开通世界上第一个使用多模光纤商用光纤通信系统(距离7KM，波长850nm，速率44.736Mb/s)。之后日本、德国、英国也先后建起了光缆线路。1979年单模光纤通信系统也进入了现场试验。以后光纤通信在全世界飞速发展起来。
　　二、光纤的之路
　　光纤通信商用化以来，由于市场需求和的推动，光纤品种和特性及应用经历了下述三个重要发展阶段。
　　1、多模光纤(第一窗口、第二窗口)
　　年间是多模光纤研发和应用期。前期第一个使用的波长是850nm，称为第一窗口。先开发使用阶跃型多模光纤。接着开发了A1a类梯度多模光纤(50/125)，其衰减3.0-3.5dB/km，带宽200-800MHz&km，数值孔径0.20&0.02或0.23&0.02;以后又开发使用A1b类梯度多模光纤(62.5/125)，其衰减3.0-3.5dB/km，带宽100-800MHz&km,数值孔径0.275&0.015。这两种光纤与850nm附近波长LED(发光二极管)相配合，形成光通信系统。LED光谱宽度40nm，注入光功率5或20&W，最大比特速度5或60Mb/s。
　　70年代末到80年代初，又开发了第二窗口(1300nm)。A1a类光纤衰减0.8-1.5dB/km，带宽200-1200MHz&A1b类光纤衰减0.8-1.5dB/km，带宽200-1000MHz&km。与它们相配合使用的是高辐射LED，其光谱宽度120nm，注入光功率20&W，最大比特率100Mb/s。
　　2、G.652及G.653、G.654单模光纤(第二、三窗口)
　　年是G.652及G.653、G.654单模光纤开始大规模应用期，打开了光纤的第二窗口(1310nm)和第三窗口(1550nm)。年世界各大光纤制造商开发了各种先进的预制棒生产工艺。康宁开发出OVD技术;日本的NTT、住友、古河、藤仓等联合开发出VAD技术;朗讯改善了MCVD技术;荷兰菲力浦开发了PCVD技术。1982年由美国开始，日、德等国家紧跟，世界上开始大量建设G.652单模光纤长途工程。单模光纤市场需求大增刺激了其大规模生产。这时康宁的OVD进一步提高了沉积速率，VAD、MCVD、PCVD都外加套管来作为增大预制棒的措施。以后各家都照着两步法的混合工艺来加大预制棒。90年代法国阿尔卡特开发了APVD技术(MCVD+等离子喷涂工艺)。各大光纤制造商制造技术的重大进步，为常规单模光纤的广泛应用创造了更好的条件。1984年开始用第三窗口(1550nm)。1984年CCITT发布G.651和G.652标准。到1985年，G.652光纤1310nm损耗已达0.35dB/km，1550nm损耗已达0.21dB/km。
　　1985年日本、美国研发的G.653色散位移光纤商用化，其特点是把零色散点从第二窗口移到第三窗口，1550nm波长不仅损耗最低，而且色散也最小，1988年CCITT发布G.653标准。此光纤大量用于日本的通信干线。90年代初，掺铒光纤放大器(EDFA)开始商用化促使密集波分复用(DWDM)提上议事日程。但G.653光纤在1550nm波长处的零色散造成DWDM系统波道间的非线性干扰十分严重，因而没在世界上推广开来。1995年我国建设京九光缆工程，24芯纤中用了六根G.653光纤，一直没开通，以后我国也没用G.653光纤。
　　这一时期还产生了一种截止波长移位的光纤，它在1550nm处不但损耗低，而且微弯损耗小，适合使用光放大器的长途干线系统和海底光缆系统，CCITT1988年发布G.654标准。
　　3、光纤通信窗口全打开，光纤特性大进展
　　期间光纤通信窗口扩展到4、5窗口及S波段，光纤通信窗口全打开，新开发四种新品种光纤，光纤特性更趋完善。
　　3.1 非零色散位移单模光纤(第三、第四窗口)
　　为抑制密集波分复用(DWDM)系统中的四波混频(FWM)和交叉相位调制(XPM)，减小光通道间的非线性干扰，非零色散位移光纤(WZDSF)在1993年问世了。先是朗讯推出真波光纤，接着康宁推出了大有效面积LEAF光纤。这些光纤一开始工作在第三窗口，即C波段(nm)，1995年后扩展到第四窗口，即L波段(nm)。1996年ITU-T制定了G.655标准。1998后在全世界得到广泛应用。以后光纤特性逐渐提高，标准也在不断趋向完善。
　　3.2 低水峰单模光纤G.652C(第五窗口)
　　朗讯1998年推出了全波光纤即低水峰光纤，使1383nm的水峰几乎不存在(衰减〈0.31dB/km〉，打开了光纤的第五窗口，即E波段(nm)。中国1999年开始用全波光纤做光缆，用于九江电信。2000年ITU-T制定了G.652C标准。2001年康宁做出了低水峰光纤。2002年G.652C光纤在全世界推广开来。从此单模光纤从1260nm至1625nm波长范围内，具有优异的衰减性能。2002年5月ITU-T对于单模光纤通信系统光波段划分为O、E、S、C、L、U。多模光纤850nm称为第一窗口，单模光纤O带为第2窗口，C带称第3窗口，L带为第4窗口，E带为第5窗口。把多模光纤和单模光纤的通信波段汇总起来可列出下表。
　　光纤的传输损耗和波长关系
　　单模光纤从O&L波带传输信号，U带传送维护信号。
　　3.3 PMD问题提出，导致了单模光纤新品种的产生
　　90年代末，光通信速率提高到10Gb/s，在DWDM系统中光纤的偏振模色散PMD将限止光纤的传输距离。2000年ITU-T把G.652光纤分成G.652A、G.652B、G.652C，把G.655光纤分成G.655A和G.655B。其中G.652A和G.655A不作PMD要求;G.652B、G.652C和G.655B等光纤的PMD系数链路设计最大值PMDQ为0.5PS/KM1/2。由于G.652光纤的标准规范，产品特性比较一致，而G.655光纤种类多且变化快，不少运营商宁用G.652光纤而不用G.655光纤。
　　2003年ITU-T又颁布了G.652的新标准，把G.652分为G.652A、G.652B、G.652C、G.652D。G.652A和G.652C的PMDQ最大值为0.5PS/KM1/2，用于2.5G单通道SDH系统和10G以太网(40km)系统。G.652B和G.652D的PMDQ最大值为0.2PS/KM1/2，用于10G单通道和多通道SDH系统和40G(局内应用)系统。
　　3.4 G.656光纤问世，非零色散位移单模光纤扩展到S波段
　　日本住友、藤仓、法国阿尔卡特等公司努力把非零色散位移光纤的波段扩展到S波段(nm)。2004年ITU-T发布了G.656标准，在S、C、L波段(nm)都可搞DWDM，而且色散控制在2.0-14PS/(nm&km)范围内，且色散为正值。
　　3.5 G.657光纤问世
　　2006年末，ITU-T又制定了新标准G.657光纤，它是一种接入网用弯曲不灵敏性单模光纤。这表明光纤通信界不仅关注长途干线网、城域网，对接入网也高度重视。
　　三、中国的和产业发展
　　我国的和产业发展主要经历了下述四个阶段。
　　1、启动阶段()
　　1978年召开全国科学大会，把光纤通信列为优先发展的几大新技术之一。是年，邮电部、上海市、电子部先后成立光纤通信会战领导小组。邮电部会战单位为主要是武汉邮电院、邮电部五所、邮电部侯马电缆厂;上海市主要会战单位是上海硅酸盐所、上海冶金所、上海电缆所、上海邮电519厂、上海石英玻璃厂、上海新沪玻璃厂;电子部主要会战单位是46所、23所、44所、34所。
　　上海硅酸盐所GeO2-P2O5-SiO2系梯度型多模光纤研制成功;上海科大、上海石英玻璃厂研制出单模光纤;武汉邮科院研制出多模光纤。
　　上海、北京、天津、武汉先后建成市内电话中继光缆试验段。
　　2、开始实用化与产业化()
　　1983年武汉市话中继光缆系统(13.5km、0.85&m、多模3.5dB/km、8Mb/s)正式投入电话网使用，标志着中国光纤通信走向实用化阶段，1985年该系统扩容到34Mb/s。邮电部又在广州、石家庄、哈尔滨建成市话中继光缆工程，华南、华中、华北、东北四大区的实用化成功，表明我国光纤、光缆系统整体技术水平达到商用化。同期国内也建了其它一些短距离光缆工程。
　　1987年国家工业性实验项目(武邮院光纤生产线、邮电部侯马电缆厂光缆生产线)通过国家级验收，标志着光纤、光缆的科技成果已开始形成生产力。上海石英玻璃厂、上海新沪玻璃厂及西古也开始生产光纤。
　　3、干线大建设与产业跟进阶段()
　　3.1 长途干线架空光缆示范工程
　　年，汉荆(250km，多模34Mb/s)、杨高(75km，单模34Mb/s)、合芜(单模140Mb/s)等工程相继完成。单模开始应用。
　　3.2 邮电部建设&八纵八模&光缆干线工程
　　全引进建设宁汉架空干线工程(973km)。
　　建设全国第一条全国产化直埋长途光缆干线兰武工程(286km，140Mb/s)。
　　随后京津济宁(1444km)、宁沪(565Mb/s)、沪杭福穗(2488KM)、京汉广架空(3046km)、京九、郑西、呼北、南昆、京呼银兰、西兰乌霍等工程相继建成。直到1998年建成兰西拉工程(2740km)，八纵八横全部建成。
　　上述工程，开始用进口光缆多，以后国产光缆逐渐替代进口，后期全用国产的;光纤绝大部分是进口的，康宁占了大多数。京汉广架空干线是世界上最长的架空光缆;兰西拉是世界上海拔最高、环境最恶劣的。前期用单模光纤1310nm窗口，1995年建京九光缆单模光纤开始用1550nm窗口。
　　3.3 光缆渐强，达到世界先进水平
　　光缆起步于1978年，初成于1987年，成熟于1990年代。前期主要生产厂侯马、西古、武邮、长飞、成都、华新的技术水平已接近世界先进水平，逐步替代进口光缆。后期长飞、侯马、成都、西门子、武邮、北京朗讯、西古、华新的水平已达世界先进水平。骨架式光缆、松套层绞式光缆，用于架空直埋的各种结构及护层的光缆都能生产。光系统通信速率不断提高，从140Mb/s到565Mb/s、622Mb/s，最后到2.5Gb/s。此期间，亨通、永鼎、中天、汇源、通光、富通等公司诞生，全国新建了250多家光缆厂，生产能力大大提高。
　　3.4 光纤势弱，死而复生
　　从1979开始的市话中继光缆试验段到的市话中继实用工程，再到的长途干线架空光缆工程，一直用国产光纤。年，全国引进了34套MCVD光纤预制棒生产线和17台拉丝机，由于力量分散，消化吸收能力差，更谈不上创新，没形成规模生产力，最后都停产。
　　年建八纵八横，因国产光纤与世界先进水平差距较大，一律用进口。长期以来几乎对康宁光纤形成了一种迷信。
　　1998年，长飞和上海朗讯两家合资公司生产光纤都达到了100万公里，技术水平也接近了世界先进水平。中国光纤事业又有了转机。
　　4、开始成为世界制造大国()
　　4.1 光缆网络继续大建设
　　八纵八横通信干线光缆工程建成后，我国通信光缆工程又不断有新发展。
　　传速速率从2.5Gb/s提升到10Gb/s,开始采用波分复用。中国电信、中国移动、中国网通又建高速传输新环路。如中国电信2001年又建大8字工程：京汉广、京津济宁、沪杭福穗、京沈长哈、京承阜白齐哈、郑西、宁汉。这些工程大多采用96或64芯G.655B，用30&10G波分复用系统。
　　进入21世纪光缆线路从干线网又向城域网、接入网发展，铜退光进，最终会到FTTH。
　　2006年由长飞、亨通、中天、通光、法尔胜五家研制成功的气送微缆建成&仪长原油管道通信工程&。该工程东起江苏仪征，西至湖南长岭，途经苏、皖、贑、鄂、湘五省，全长1018公里。该工程是目前世界上采用气送微缆技术线路最长、施工难度最大、通信线路最优的工程，开启了中国通信干线史上又一新篇章。
　　2006年烽火科技在沪杭间建成了80&40Gb/sDWDM系统光缆工程。该系统用G.652D光纤，C、L波段分组放大各用40波分复用，40Gb/sSDH(STM-256)，并采用精确色散管理技术和动态PMD补偿技术。
　　未来3年，中国电信、网通、联通与中华电信、韩国电信、美国Verizon等六家电信公司将合建横跨太平洋高速直达光缆TPE(TransPacificExpress)，速率1.28T-5.12T，可通620万路电话数据量，路由1.12万公里，光缆长1.8万公里。
　　4.2 光纤形势喜人
　　1999年，长飞、上海朗讯两家生产光纤都超过150万公里，产品技术水平大为提高。G.652光纤已达世界先进水平，与康宁、朗讯、住友、藤仓、阿尔卡特水平相当。南京华新藤仓和深圳特发的光纤产量也超过20万公里。国内使用光纤总数580万公里，国产280万公里，几乎占到一半。
　　2005年，长飞已形成用PCVD+套管工艺制造G.651、G.652、G.655等光纤的大规模生产能力。法尔胜的MCVD+OVD，富通的VAD+OVD都已形成年产100万公里的能力。光纤拉丝，长飞、南京华新藤仓、上海光纤、烽火、富通、深圳阿尔卡特、亨通光纤、法尔胜、中住、西古、中天都已形成可观的规模生产能力，而且技术水平和产品质量已达国际先进水平。
　　2006年，生产光纤，长飞已达950万公里，亨通与富通达300万公里，烽火、中天、上海光纤、南京华新藤仓四家达250万公里以上，特发、法尔胜、中住三家达100万公里以上。全国产光纤2600万公里，出口360万，进口250万。
　　若再加强预制棒研发，我国就会成为世界光纤制造大国。
　　4.3 光缆已成世界制造大国
　　现在我国已拥有长飞、亨通、烽火、中天、汇源、永鼎、通光、富通等几大光缆企业及特发、成康、北康、侯马、华新、港龙、双塔、富春江、通鼎、西古、华伦、华达、宏安、南方、法尔胜、天虹等一大批骨干企业。光缆材料除芳纶外都已国产化。光缆材料业的发展强有力地推动了光缆产业的发展。
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