我國光纖光纜發展態勢
訊石光通訊網
2005/10/24 11:26:21
一、光纖光纜技術及市場概況
經過了2000年的大熱大噪，泡沫破滅之后的全球光纖市場呈現嚴重的供大于求之勢，在光通信市場趨于平穩飽和的今天，雖然上述情況有所改善，但是受通信業大環境的影響，國內光纖光纜市場的發展仍然相對平淡。 雖然平淡但也有亮點，為了市場的需求和技術的發展，業內人士依然沒有放棄努力，并取得了顯著的成果：光纖方面，2003年G.652D、G.655C光纖的ITU-T建議出臺，2004年G.656光纖建議浮出水面，支持萬兆以太網的G.651光纖受到業內人士關注，同時，新型光纖，如塑料光纖，光子晶體光纖的研究與應用工作也正在如火如荼地進行；光纜方面，隨著光纖光纜價格的不斷下降以及奧運所帶來的業務應用機遇，光纖到戶的試驗工程已經開始啟動，設備的接入技術也正在趨于實用；電力光纜依然炙手可熱，成為低迷的光纜行業中為數不多的亮點；一些新型光纜，如微型光纜、雨水管道光纜、路面開槽光纜等亦成為業內用戶關注、制造商正在研究與實施的方向。
國際環境低迷，國內市場競爭激烈，在這樣一個呼喚行業整合的年代，好的技術需要迎合市場需求，好的市場需要適當的技術支持，只有這樣才能將光纖光纜產業做大、做強。
二、光纖技術、產品分述
1．單模光纖
2004年底仲裁的光纖反傾銷案最終以國產光纖勝利告終，美國、日本、韓國的進口光纖均不同程度被征以反傾銷稅，仲裁的勝利，給國產光纖提供了更好的生存環境，是國產光纖一個新起點。在這場持久的官司論戰中，爭論主要圍繞著G.652B/C/D進行，國外光纖廠商認為中國不具備G.652C、G.652D的制造能力，當然這是謬談，國內光纖廠商從技術上克服了低水峰光纖的制造難點，為勝利創造了技術條件。
對于G.652,ITU-TSG15于2003年3月發布了新的G.652建議，該建議中包含4個列表，即G.652A/B/C/D，如表1所示。G.652A/B光纖被廣泛地使用于SDH在1310nm與1550nm單波道以及C波段2.5G的DWDM（密集波分復用）傳輸。G.652C/D是低水峰光纖，即消除了1383nm處的水峰，使光纖的可用波段進一步拓寬；與此相對，G.652A/B是未消除水峰衰減的傳統G.652光纖。另外，四者之間的差異還主要體現在PMD（偏振模）色散上，其中G.652A/C定義的PMDQ要求≤0.5ps/√km，而G.652B/D的PMDQ要求≤0.2ps/√km，G.652B/D相對G.652A/C，更適合高速率、長距離的傳輸。G.652D將低水峰的高帶寬與低PMD色散的兩個特點集于一體，可有效提高可用帶寬，為網絡的CWDM應用以及E波帶、S波帶的高速率單波道傳輸提供可升級的潛力，是一種很有優勢的單模光纖，是未來G.652應用的首選。
G.655光纖是為DWDM的應用而開發的，主要應用于C+L波段的DWDM。2000年版的G.655建議只將其分為A、B兩種類型，2003年3月，增加了對于G.655C的定義，并提高了對于G.655A、G.655B的某些要求。新的G.655A光纖仍只能支持200GHz及其以上間隔的DWDM系統在C波段的應用，但已經可以支持以10Gbit/s為基礎的DWDM系統。而新的G.655B光纖可以支持以10Gbit/s為基礎的100GHz及其以下間隔的DWDM系統在C和L波段的應用。
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性能 |
G.655A |
G.655B |
G.655C | |
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1530～1565nm色散 |
最小色散值 |
0.1 ps /（km.nm） |
1.0 ps /（km.nm） |
1.0 ps /（km.nm） |
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最大色散值 |
6.0 ps /（km.nm） |
10 ps /（km.nm） |
10 ps /（km.nm） | |
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符號 |
正或負 |
正或負 |
正或負 | |
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最大色散與最小色散差值 |
— |
≤5 |
≤5 | |
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1565～1625nm色散 |
最小色散值 |
— |
待定 |
待定 |
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最大色散值 |
— |
待定 |
待定 | |
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符號 |
— |
正或負 |
正或負 | |
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1550nm衰減 |
最大值 |
0.35 dB/km |
0.35 dB/km |
0.35 dB/km |
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1625nm衰減 |
最大值 |
— |
0.4 dB/km |
0.4 dB/km |
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PMDQ |
最大值 |
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G.655也稱為非零色散位移光纖,目前光纖供應市場的G.655主要為G.655C,主要有大有效面積非零色散位移光纖和低色散斜率非零色散位移光纖兩種。大有效面積有利于降低在DWDM應用中光纖的單位面積光功率,有效降低非線性效應的負面影響。而低色散斜率則通過降低光纖在C波段色散斜率,提高C波段的色散以抑制非線性效應,以利于色散的補償。在價格方面，G.655C大約是G.652B的2.5倍，已經廣泛應用于國家干線、省級干線的DWDM傳輸網絡的建設,是大容量、遠距離傳輸線纜的首選。
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性能 |
G.652A |
G.652B |
G.652C |
G.652D |
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1625nm 微彎 |
－ |
0.5dB |
0.5dB |
0.5dB |
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衰減@1310nm |
≦0.5dB/km |
≦0.4dB/km |
≦0.4dB/km |
≦0.4dB/km |
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衰減@1383nm |
－ |
－ |
≦0.4dB/km |
≦0.4dB/km |
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衰減@1500nm |
≦0.4dB/km |
≦0.35dB/km |
≦0.35dB/km |
≦0.35dB/km |
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衰減@1625nm |
－ |
≦0.4dB/km |
≦0.4dB/km |
≦0.4dB/km |
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PMDQ |
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G.656，也稱為寬帶光傳輸用非零色散單模光纖，2002年7月,由日本NTT提出，其通過擴大光纖工作波長范圍，提高傳輸速率和復用信道數來達到降低系統成本的目的。與G.655比較，G.656光纖支持更寬的工作波長：1450～1625nm。與G.652光纖比較，G.656光纖支持更小的色散系數：2～15ps/（km.nm）。采用G.656光纖能夠有效提高現有DWDM系統的容量，由現有的C+L波段擴展為S+C+L波段，如采用100Hz波道間隔可增加40個波長。同時G.656色散相對較小的特點使得運營商在部署CWDM系統的時候無需考慮色散補償。假以時日，G.656光纖技術逐漸成熟，將成為主流的、適用性廣泛的光纖類型，國內領先的光纖廠商目前均在進行相關的跟蹤、研究工作。
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色散系數 |
G.655A |
G.655B/C |
G.656 |
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1460 － 1530 |
— |
— |
2－15 ps /（km.nm） （＋） |
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1530 － 1565 |
0.1－6.0 ps /（km.nm） （＋－） |
1－10 ps /（km.nm） （＋－） | |
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1565 － 1625 |
— |
待定 |
2．多模光纖
在計算機局域網中，采用較多的是多模光纖，在國內被應用的主要有芯徑為50μm與62.5μm兩種，即IEC-60793-2光纖產品規范中的A1a類(50/125μm)和A1b類(62.5/125μm)兩種類型。隨著因特網的蓬勃發展，信息傳輸需求和光通信技術的飛速發展正支持著通信網絡向更高速率、更大容量的方向迅猛推進。以太網標準的速率等級也從10Mbit/s、100Mbit/s、1000Mbit/s到2004年6月發布的萬兆以太網標準IEEE802.3ae不斷提升。同時，以太網的發展對物理層的多模光纖所能支持速率也提出了新的要求，對于萬兆以太網的業務，需要有新型的多模光纖的支持，據此國內外光纖廠商先后研制并推出適用于萬兆以太網的50μm芯徑的新型多模光纖，通過對折射率分布曲線的精確控制和消除中心凹陷，50μm芯徑多模光纖可以改善光纖傳輸性能,在850nm波長上可做到支持10Gbit/s網絡系統500米以上的傳輸距離,在數據網絡市場擁有很好的前景。
3．新型光纖
光纖到戶技術可以從傳輸層面上解決語音、數據、視頻三種業務的融合問題，體現出先進的網絡建設思路，給用戶提供了極高的使用體驗與便利。目前光纖到戶在PON的網絡中，包括樓內實現的連接主要采用G.652B/D光纖。與此同時，塑料光纖（POF）在國內外的進展亦非常迅速，POF以其芯徑大、制造簡單、連接方便、可用便宜光源等優點，正在受到寬帶局域網建設者的青睞。一般在局域網的工程中應用的POF是以全氟化的聚合物為基本組成的PF-POF，POF生產采用的是1982年日本應慶大學發明的“界面凝膠”工藝。該工藝是利用作為包層的塑料管與塑料管內作為纖芯的混合液體之間發生的“界面凝膠”作用來形成POF的梯度折射率分布。但是此種方法由于反應時間較長，因而成本較高。為進一步降低POF的制造成本，美國OFS實驗室開發了一種簡單的擠塑工藝來生產PF-POF，目前，擠塑PF-POF的性能已經達到了相當高的水平。
最近，人們又利用石英玻璃管和石英玻璃棒研究出了光子晶體光纖PCF。PCF是一種由單一介質（石英玻璃或塑料）構成，并在二維方向上呈現周期性緊密排列（周期性六角形），而在三維空間（光纖軸向）基本保持不變的波長量級空氣孔的微結構包層的新型光纖。PCF又可分為實芯光纖和空芯光纖,前者是由石英玻璃棒和石英玻璃毛細管加熱拉制而成,而后者則是由石英玻璃管和石英玻璃毛細管加熱拉制形成。按照預先設計的形狀（六邊形）將石英玻璃毛細管緊密地排列在作為纖芯的石英玻璃棒或一圈石英玻璃毛細管周圍，即集束成棒，再通過加熱拉制就可以制成所需要的PCF。表征PCF性能的三個特征參數是：纖芯直徑、包層空氣孔直徑、包層空氣孔直徑之間的距離。通過調整纖芯直徑、包層空氣孔直徑、包層空氣孔直徑之間距離的方式，可分別制出具有低衰減、高色散、非線性效應小、保偏和小彎曲損耗等性能的PCF。PCF具有完全的單模特性以及低損耗、小色散、低非線性效應的性能，在光纖通信領域有著巨大的發展前景，尤其適用于長途通信系統。
三、光纜產品一覽
作為光纖在傳輸線路的最終應用，光纜的產品和技術也越來越成熟，其重要地位已為運營商所關注。在行業競爭愈發激烈的背景下，在許多大型重要線路的招標項目中，價格成為各家供應商的殺手锏，但是對于用戶來說，“價廉”的同時如何“物美”才是最為重要的。所以在2005年運營商招標的大型項目中，對于用量最大的管道、架空、直埋光纜，不少運營商采用集團集中采購的方法統一選型，光纜采購逐步規范化和通用化，光纜制造商想以此獲取豐厚利潤已不大可能，根據業務需求開發新的產品、實現自身多元化，并給用戶網絡提供新的支持成為光纜廠商唯一的可行之道。
1．微型光纜
近兩年國內經常宣傳的微型光纜值得關注，所謂微型光纜，簡稱微纜，是尺寸非常小的光纜。微型光纜與氣吹敷設技術配合，可以有效提高應用的靈活性，節約投資成本。光纜氣吹技術在國外已經是一項成熟的技術，但和微管微纜技術結合起來，卻是近幾年興起的一項新型技術，它可以解決目前光纜網絡建設中存在的一些問題，如傳統光纜網的建設投資大，周期長；有限的管道資源和規劃的城市建設，使得管道擴容非常困難；傳統光纜網建設市場需求很難預測，容易造成前期投資成本過高、回報率低，或者造成重復建設、建設成本偏高。如今的市場需要更快的建設速度、更廣泛的使用范圍、更迅速的故障處理及更靈活的線路分配，這些要求如在傳統的光纜建設中實現，將要花費更高的成本。微型光纜及其配套技術的逐漸成熟，為上述問題提供了可行的解決方案。微型光纜的核心部分為光纜的微束管單元，對微束管單元的材料和工藝的控制，決定著光纜的基本尺寸與性能?，F在市場上的微型光纜通常為48芯以下，可以是金屬結構或者非金屬結構，12芯的微型光纜可以做到外徑大約4mm以下，比日常用的鉛筆的外徑還要細很多，可謂名副其實的微型。具體如圖1所示。
2．新型光纜
國內近年也出現了不少應用于新的場合、敷設方式各不相同的光纜，如雨水管道光纜，路面開槽光纜、小8字型自承式光纜等。
雨水管道光纜技術是將光纜敷設在各種直徑的雨水管道中，在國外基本以機器敷設來實現。日本宣稱在2010年，將在全國布放長達10萬公里的雨水管道光纜。國內由于條件所限，雨水管道光纜主要是一種自承式結構，通過專用金具敷設在雨水管道的頂部，見圖2。對于雨水管道光纜，從技術上需要考慮光纜的防水、防腐以及防鼠，并要通過合理的材料選用，保證光纜的長期可靠性。雨水管道光纜產品及其相關配套技術，為運營商在接入網的光纜線纜建設提供了新的選擇，是一項前景較好、相對較新的技術。
路面開槽光纜通常為鋼帶縱包小型光纜，有著較好的抗側壓性能。開槽淺埋光纜是一種尺寸較小、易于敷設的光纜，其敷設只需要在馬路上開一道淺且窄的槽，將光纜埋入槽內，然后回填，恢復原有路面，可十分簡單地解決穿越室內外水泥地面、瀝青路面、花園草坪等地形時的施工和布放難題，適應于作引入光纜。
小8字型自承式光纜通常用于用戶引入，該光纜將裝有單?；蚨嗄９饫w的松套管和鋼絲吊線集成到一個“8”字形的PE護套內，形成自承式結構，在敷設過程中無需架設吊線和掛鉤，施工效率高，有效降低施工費用，可以十分簡單地實現電桿與電桿、電桿與樓宇、樓宇與樓宇之間的架空敷設，在FTTH中，適用于室外線桿到樓房、別墅的引入。
3．室內外引入光纜
在光纖到戶的線路解決方案中，室外部分依然可以沿用傳統的管道、架空或者直埋光纜。從光接入點到樓內所用光纜，可定義為引入光纜。引入實現的是由室外向室內的過渡，通常要求光纜要有適用于室外的性能，同時也要求有比較好的柔軟性等特性，如果考慮防雷、阻燃條件，則另需采用非金屬光纜或阻燃光纜。目前國內已經有廠家推出大芯數的室內外兩用光纜，適用于國內的大多數樓型，有效減少光纜的交接次數，降低光纜的接續、敷設成本。對于別墅，通?？刹捎脝涡净螂p芯的一體化光纜引入。
同時，新型的適用于FTTH的室內光纜技術也在不斷更新。室內光纜采用緊套結構，通常需要根據阻燃等級的要求，考慮光纜的阻燃問題，所以通常光纜的外護套需要采用低煙無鹵阻燃護套。室內光纜主要有垂直布線光纜、水平布線光纜、用戶軟光纜等，還有許多具有新特性的品種，比如毯下光纜，該光纜為扁平結構，光纜兩側采用非金屬加強件抗拉、承重，光纖單元在中心部分，用于室內的地毯下布線，方便靈活。亦有光纖帶室內布線光纜，集光纖帶光纜與室內光纜的優點于一體，適用于局域網主干線布線、樓間管道內、樓內主干布線安裝。
四、結論
過去的幾年，可以說是光纖光纜行業最為艱苦的幾年，然而在這樣的環境下，產業的各環節依然在不斷努力，針對新的應用業務，相關的技術、標準進展也非常迅速，為制造商的產品開發、運營商的網絡建設與運營提供了指導性策略。G.652D已經被運營商、制造商廣泛看好，是未來G.652的主力產品；G.655的技術和市場相對穩定，這與運營商的干線網絡建設逐漸放緩密切相關。新型的光纖，包括G.656，ITU-T已經于去年頒布了正式的G.656建議；塑料光纖、光纜的標準，國內相關部門也在積極制定之中，其大規模產業化、應用將會帶來很好的市場規模；光子晶體光纖的實驗室研究進展亦非常迅速，國內已經有一些產品的樣品推出，但是正式應用還需要技術的進一步成熟以及整個光通信系統技術的突破性進展。FTTH出色的三網合一的業務承載能力，將撬動巨大的用戶市場，成為光纖光纜行業擺脫當前困境的巨大契機。在用戶接入端，相關的光纜產品與技術正在穩步發展，借著FTTH的春風，有望獲得突破性進展。
在這個當前競爭激烈的行業，在最終用戶的需求、運營商的建設選擇、制造商在產品技術方面的完善及針對新的業務應用的新產品開發上，制造商、運營商和用戶需要更多的溝通交流與支持，如此才能促進行業的良性發展，實現三方互惠互利，共同在光纖通信行業穩步前行。
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