砥礪奮進的五年·信息通信技術創新(光通信)
中華之「光」熠熠生輝
2017年新春伊始,烽火科技利用560Tb/s超大容量波分復用及空分復用的光傳輸系統實驗,實現了在一根光纖上135億人同時通話。這是烽火科技3年來第五次成功衝擊世界紀錄。據測算,一部普通高清電影的數據大小約為2G,一部藍光高清電影約為10G,以此次最新的光傳輸速度,1秒鐘可傳輸12萬部藍光高清電影。這項技術的突破無疑是我國光通信迅猛發展的重要體現,這一歷史性時刻也標誌著我國在「超大容量、超長距離、超高速率」光通信系統研究領域邁上了新的臺階。
自從1972年武漢郵電科學研究院造出中國第一根實用化光纖以來,光通信成為中國在通信領域與世界先進水平差距最小的技術。而黨的十八大以來的5年間,中國光通信技術百尺竿頭再進一步,整體上實現了與世界先進水平同步、局部領域引領全球發展潮流,成為全球光通信技術和產業發展最活躍的國家。
骨幹傳輸系統實現向100G及超100G的技術跨越
過去5年,我國光通信產業一派繁榮景象。「寬帶中國」戰略有序推進、4G網絡大規模建設、「光改」、提速降費……一系列利好政策和規劃的出臺,帶來了大量的「真金白銀」,為光通信行業注入了強勁的發展動力。根據有關機構測算,光通信投資約佔網絡投資的30%,過去5年保持了持續快速增長勢頭。
我國光通信設備市場佔有率全球領先。華為、中興以及烽火等本土廠商,在中國市場佔據著光設備集採的絕對優勢,在海外市場也佔到接近半壁江山。來自IHS和OVUM的數據顯示,2015年第四季度,我國華為、中興、烽火通信分別佔全球光網絡設備市場份額的26%、11%和6%。其中華為排名第一、中興排名第四、烽火位列前十。而且從數據跟蹤來看,華為、中興和烽火在全球市場的份額還在不斷提升中。在全球取得優勢地位,不僅依靠中國的要素成本,更需要先進的技術和完善的解決方案。過去5年,我國骨幹傳輸光系統設備實現了從40G向100G及超100G的技術跨越,而在從100G到400G乃至更前沿的1T研究領域,中國廠商逐漸從追趕到同行,部分領域甚至領先取得突破,已經後來居上,超越了許多積累深厚的老牌巨頭。例如,華為推出了新一代光網絡技術OTN集群架構,支持OTN設備交換能力擴展至100T以上。華為還提出CloudOptiX雲傳送網架構,推動光網絡的全面雲化轉型。中興通訊完成單載波800G 16QAM信號同構地面光纖鏈路成功傳送1200公裡,創造業界最長傳輸距離紀錄。
接入網不斷向更高速率邁進
過去5年,在「寬帶中國」戰略的刺激下,中國電信和中國聯通大規模推動寬帶接入網的光纖化改造,並建設了多個「全光網省」。中國移動則乾脆「一步到位」,通過FTTH建設接入網,已發展超過8000萬光纖寬帶用戶。
據最新統計數據,全國固定寬帶平均接入速率超過52兆,提前完成《提速降費指導意見》設定的到2017年年底達到30兆的目標;2017年第二季度,固定寬帶用戶上網體驗速率達到14兆,是2013年監測開始時的4.8倍。而在接入網速率大升級的背後,是國內光通信企業在技術和設備領域提供的強力支撐。
為突破接入網的帶寬瓶頸,近年來「光進銅退」的趨勢日益明顯。從設備層面看,大容量PON系統正在快速替代DSLAM。目前,10G PON在國內是接入網最主要的技術和模式。當前,從晶片、光模塊、產品這三個層面看,國內各大廠家的設備形態都已經比較齊全,技術上也日益成熟,完全滿足運營商接入網改造升級的要求。
與此同時,隨著4K視頻和5G技術的加速發展,10G PON技術也難以滿足未來的駐地接入和移動前傳/回傳的帶寬需求,支持25G/100G更高速率的PON技術正逐步成為業界研究的熱點。華為、中興、烽火等國內企業,相繼在10G PON、100G PON領域群體突破,按照建設一代、儲備一代、研究一代的總體布局,已經為接入網未來的技術升級做好了準備。
光纖光纜突破瓶頸制約
光纖光纜在光通信設備中所佔投資比例約為40%,過去相當長時間內,國內光纖光纜在高端產品領域依賴進口,特別是附加值最高的光纖預製棒,大約70%依賴進口。過去5年來,國內光纖光纜產業取得長足進步,不僅突破了光纖預製棒的瓶頸制約,而且在超低損耗光纖、海底光纜等高端產品領域,也實現了集群突破。2015年上半年,長飛、亨通光電、烽火通信、中天科技、通鼎互聯等光纖廠商分別宣布在低損耗大有效面積光纖領域取得突破,並發布了適用於100G/400G骨幹網的產品,搶奪高端的骨幹網光纜市場。從整體看,這些產品技術已經達到或接近世界領先水平。
同時,通過對光纖預製棒「反傾銷」,中國企業贏得了寶貴的發展機遇。通過合作與自主創新相結合,光纖預製棒基本實現了國產化。亨通光電超過3000萬芯公裡的光纖拉絲,光棒已經全部自給自足;長飛和信越化工合資建光棒廠,獲得更全面的制棒工藝,進一步鞏固了全球最大光棒供應商的龍頭地位。
藉助成本、規模優勢和技術上的趕超,中國光纖廠商不僅深耕國內市場,更快速走向海外。亨通光電在2015年先後收購印尼線纜龍頭企業Voksel 30%的股份、南非最大線纜製造商阿伯代爾75%的股權,海外設廠加快布局;長飛則在一年之內,在印尼、緬甸、南非三國設立子公司,步伐之大令人矚目;烽火通信光纖光纜出口連續多年保持國內第一。
此外,在有「線纜製造皇冠上的明珠」之稱的海纜領域,也出現了中國廠商的身影。在與海外巨頭同臺較量中,中國企業屢屢勝出,顯示了在海纜領域的強大技術實力。亨通海底光纜國內首家實現5000米水深海試,其承建的馬爾地夫海纜項目創下了全球最長海底光纜的紀錄。中天海纜在交流海纜、柔性直流電纜和海底光纜的技術成熟度上均處於全球領先地位,國內外供貨累計突破一萬公裡。
光通信標準領域中國話語權極大提升
在光通信標準領域,我國也取得了重大突破。2013年在杜拜召開的四年一屆的世界電信標準大會上,中國移動主導並擔任編輯的分組傳送網(PTN)標準G.8113.1正式獲得通過,標誌著PTN由事實的工業標準正式成為國際標準,這是光通信領域歷史上第一次由中國主導的技術成為國際標準。
這一裡程碑式事件不僅是推進PTN產業進一步壯大的強勁動力,同時也從側面彰顯了中國通信行業在光通信領域實現了從跟隨到引領的華麗轉身。作為中國移動主導的IP化傳送網技術,PTN是一項以分組傳送為基礎、以分組交換為核心,支持多業務承載,並具備完善的保護和OAM管理功能的面向連接端到端的電信傳送技術。隨著4G時代的到來,IP數據業務呈爆炸式增長,傳統的以電路交叉為核心的SDH已難以滿足通信傳輸的需要。為降低網絡成本,提高帶寬利用率,中國移動等多家運營商和國內設備廠商率先在全球開展了新一代通信傳輸技術PTN的研發,在降低網絡成本的同時極大地提高了帶寬利用率,並在4年內使其由企業標準變成國內外廣泛應用的行業標準和國際標準。目前,PTN技術已在50多個國家和地區的100多家運營商網絡上獲得廣泛應用,中國光通信技術標準順利走向了世界。
除此之外,中國還在世界電信標準組織光通信領域多個小組擔任主席或重要職務,參與下一代光通信技術標準的研究和制定,提交的技術文稿數量遙遙領先,在國際標準組織中的話語權獲得了極大提升。
從技術到產業,從標準到應用,中華之「光」熠熠生輝,閃耀全球。就連光纖之父高錕在參觀了烽火科技的光纖通信產業之後,也由衷地稱讚:「我只是提出了光纖通信理論,並作了一些研究,而產業都是你們做出來的,很了不起!」(作者:姚傳富)