OFweek光通訊網消息,雖然我國已經成為全球最大的光纖光纜產業基地,但是,在這層光鮮亮麗的窗戶紙背后,卻明顯看出產業鏈廠商們的懈怠,安于現狀是病,國內一些企業的通病。中國電信科技委主任韋樂平在談及下一代傳送網時感慨:國內光纖光纜企業,思維太落后。
據悉,一般光纖服役年限普遍為20年,今天的光纖要考慮到今后20年的網絡需求,電信企業就應當抓緊商用超低損耗光纖(Ultra Low Loss,ULL),但是我們看到的卻是:國內光纖光纜企業無法提供這一產品,最可怕的是,它們連嘗試推出的想法都沒有。
鋪骨干網,選光纖很重要
上世紀90年代鋪設的八縱八橫骨干網如今臨近退役,新一輪的光纖網絡建設已經開啟。然而,光纖的服役環境卻無時無刻不在發生著變化。韋樂平介紹,未來5到10年,僅省際干線更新量就高達4萬多公里。
光纖作為基礎設施的一部分,極具“不動產”特質:一次到位、難以改動,需要考慮其壽命期內所有潛在的網絡需求;并且,為了適應現有的機房、再生站、供電系統等基礎設施,應盡量少作變動和新建。如此一來,面對新一輪的骨干網改造,就看運營商們的眼光遠不遠了。
2013年,隨著三大運營商陸續啟動100G集采,骨干網全面進入100G時代。韋樂平根據目前的流量趨勢判斷:到2017年,中國骨干網最大截面帶寬約為38T,需要5個100G系統,“屆時,400G將是更合適的選擇。”400G的來臨,還有不到5年。
今天我們部署光纖,必須考慮到100G、400G、1T乃至更高容量通信系統的傳輸需求。但是,在同樣的光纖環境下,系統容量越高、傳輸距離越短:400G的傳輸距離約為100G的1/3。解決問題的最直接辦法就是采用損耗更低的光纖。韋樂平分析:“相干通信的采用,使得制約速率的關鍵不再是CD、PMD,而是非線性和損耗。”
普通光纖、低損耗光纖、超低損耗光纖
業內根據光纖損耗,把光纖大致分為普通光纖、低損耗光纖、超低損耗光纖三類。其中,普通光纖衰減為0.20dB/km左右,低損耗光纖、超低損耗光纖的衰減分別小于0.185dB/km、0.170dB/km。目前,業內只有康寧公司可以提供商用的超低損耗光纖,2010年,華為、康寧曾在超低損耗光纖上首次實現了100G系統的3000公里傳輸。
相比于普通光纖,低損耗、超低損耗光纖可分別減少跨段損耗2dB、3dB。“如果把3dB折合成跨段數,相當于后者翻倍,也就是總傳輸距離提升100%。”韋樂平稱,即便是跨段數不變,也能帶來每跨段提升17%的距離,總傳輸距離也提升了17%,“現在,已經沒有任何一項技術能給運營商帶來這樣可觀的技術收益了。”
普通光纖 VS. 低損耗光纖
傳輸距離的提升,意味著系統再生站的減少,而減少每一個再生站,就意味著數千萬元人民幣的投資。統計數字顯示,從100G之后,系統容量越高,低損耗、超低損耗光纖能節約的再生站數量越多。到了400G時代,相比于普通光纖,低損耗光纖可減少20%的400G再生站,而超低損耗光纖更可以減少40%。
2012年下半年,中國電信北京研究院啟動大型網絡模擬計算結果,在目前全國網絡架構基礎上,結合流量發展、網絡更新趨勢,假設骨干網10年內需要新建5萬公里的超高速傳輸系統。模擬計算普通、低損耗、超低損耗光纖的網絡總成本。
模擬分析給出的結論十分明顯:相比于普通光纖,低損耗光纖的光纜工程成本增加不到1%,但由于衰減降低帶來的系統站點的減少,總傳輸系統成本降低了約10%,節約了10個億;超低損耗光纖價格是普通光纖的3倍,但考慮到光纜成本、人工成本占大頭,且保持不變,總光纜成本提升10%,但再生站明顯減少,光傳輸系統總成本降低了月25%,能夠節約25個億,這可不是小數字了。
“這還只計算了中國電信,如果加上聯通、移動,那帶來的改變該有多少?”韋樂平表示,低損耗光纖在成本增加極少的情況下,減少系統總成本,優勢明顯,近期可以采用。
據統計,目前康寧、富通、長飛、烽火已經基本實現低損耗光纖的規模化生產,年產能分別為800、300、300、500萬纖芯公里,基本滿足中國電信骨干網需求。
相比于低損耗光纖,超低損耗光纖的成本優勢更為突出。但是,全球光纖廠商中只有康寧可以提供超低損耗光纖的商用產品,已經習慣于“主導產業鏈”的運營商不習慣自己的供貨商名單太過單薄,這會有“產業鏈風險”。
為了推動超低損耗光纖產業鏈發展,韋樂平赴多家國內光纖廠商“商談”,但結果令韋樂平大失所望:光纖廠商已經習慣于規模化發展,他們更希望產業鏈“一百年不變”,他們說他們過的很安逸,不想自找麻煩。
韋樂平指出:“目前,超低損耗光纖可以先在局部的大跨段光纜中開展試點,以取得工程建設、維護經驗。”我們必須拿出實際行動,讓產業鏈上的任何一方都看到成果,到那時,它們才能了解到使用超低損耗光纖的好處。
回顧,低損耗光纖的發展史
不過,超低損耗光纖的“難產”,也不能完全歸結于是國內廠商的“思維”落后。畢竟,超低損耗光纖的技術與工藝,很大程度上是另外一個課題。
1966年,高錕博士提出:光纖的高損耗并不是其本身固有的,而是由材料中所含的雜質引起的。他預言:降低材料中的雜質含量,可使光纖的損耗降至20dB/km甚至更小。此理論提出之后,產業界開始致力于光纖損耗的降低。
1970年,康寧公司成功地研制了損耗為17dB/km的低損耗石英光纖,把光纖通信由理論變成了現實。1972年康寧把光纖的損耗降到7dB/km,1973年貝爾實驗室又把光纖的損耗又降到2.5dB/km。到1985年,G.652光纖損耗最低已達0.19dB/km。
但其后,科學家發現光纖的衰減降低到0.18dB/km后很難進一步降低。究其原因,主要是因為G.652光纖需要在纖芯中摻雜稀土元素鍺來保證光纖的傳輸性能,這些“摻雜”元素增加了光纖的損耗,使其距離光纖的理論最低值——0.15dB/km尚有一定差距。
1986年,第一根超低損耗光纖研制成功,但市場需求不足,超低損耗光纖僅用于海底通信等對損耗要求極高的領域。2008年,康寧率先推出商用且滿足G.652規范的的超低損耗光纖——SMF-28 ULL,與普通光纖工藝不同,康寧借鑒了海底光纖技術,采用純硅芯工藝,在纖芯區采用純二氧化硅、包層摻氟,最大限度降低本征衰耗,衰耗低于0.168dB/km,同時符合G.652光纖標準,與現網兼容。
海纜等特種光纖一直是我國光纖產業鏈的薄弱環節,中天、亨通、通光等海纜廠商一直向康寧、日本住友、藤倉等領先企業進口海底光纖,對于純硅芯工藝的積累為零。直至最近,長飛方始研發出實驗室超低損耗光纖樣品,但距離產業化尚有不少距離。
2011年,國家電網在“電力天路”青藏直流聯網工程中,將康寧超低損耗光纖應用于其中最長跨段——唐古拉山口沱沱河至安多段,實現了海拔5000米、全長300多公里無電中繼,是目前國內高海拔、高寒環境下最長的無中繼光纖通信系統;也是在2011年,阿聯酋通信服務供應商Du公司采用康寧超低損耗光纖連接阿聯酋全部7個酋長國,并且跨越復雜的沙漠地形,直接連接到沙特阿拉伯網絡。
兩年來,超低損耗光纖系統運行穩定,為運營商大幅降低了建設成本,并免于復雜地形的運行、維護成本,陸續得到業內認可。
超低損耗光纖已經登上舞臺,留給國內廠商的響應時間已經不多了。
(審核編輯: 智匯李)
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