似乎只要提到光通信，必然會捆綁“寬帶中國戰(zhàn)略”這一話題。
誠然，傍上寬帶中國的大船，光通信尤其光纖光纜企業(yè)在通信業(yè)的“冬天里”持續(xù)飚紅，幾大股市分析機構對烽火、亨通、中天等上市企業(yè)紛紛給出“增持”評價。
現(xiàn)在，站在這條大船上，光通信可以看得更遠。日前，亨通集團承辦的《2012海峽兩岸光通信論壇》在吳江完美落幕，來自科研、產(chǎn)業(yè)界的專家為業(yè)界展示了這種“更遠”的目光以及成果。
業(yè)界習慣把光通信產(chǎn)業(yè)分為光通信系統(tǒng)設備、光纖光纜、光器件三大領域，而這三個領域其實都已經(jīng)迎來變革的臨界點。
全光交換網(wǎng)絡即將面世
“大數(shù)據(jù)的來臨對IP網(wǎng)絡提出了極高要求。”中國工程院院士鄔賀銓在主題演講《大數(shù)據(jù)與光通信》中指出：“IP系統(tǒng)的可靠性還有待提高，而且，大數(shù)據(jù)的處理給路由器的能耗帶來極大的挑戰(zhàn)，其實這其中80%～90%的數(shù)據(jù)不需要經(jīng)過IP交換，直接在光層處理即可。”
一個T級全IP路由器的電端口功耗大約為1KW，而同樣處理能力的光交換機每端口功耗小于25W，不到路由器的4%。鄔賀銓認為，隨著數(shù)據(jù)的爆發(fā)式增長，全光交換網(wǎng)絡的需求日益迫切。
中國科學院院士簡水生給出了同樣的觀點：全光交換網(wǎng)絡將節(jié)約99%以上的能源。他舉例，日本2020年的網(wǎng)絡節(jié)點將達到1000Tb，大約需要800個CRS-1路由器完成，100個這樣的節(jié)點就需要一個核電站來供電。而在國內(nèi)，網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)量要遠超過100個。此外，每個CRS-1路由器的價格為45萬美元，每個網(wǎng)絡節(jié)點部署路由器的成本為3.6億美元。
為此，日本提出了AKARI計劃，建設下一代網(wǎng)絡結構——全光網(wǎng)絡，傳輸與交換均基于光。這種以光交換為特征的網(wǎng)絡將容量將超過1000Tb，而且耗電量下降99%。AKARI計劃將在2015年得到完善。
同時，下一代信息網(wǎng)絡的安全也只能依靠全光交換網(wǎng)絡。“IP協(xié)議的本質(zhì)是自由、開放的，無所不在的網(wǎng)絡也代表著無所不在的攻擊。而光交換能在網(wǎng)絡結構上解決網(wǎng)絡安全的問題。”簡水生表示：“北京交通大學光波所在1998年提出這一構思，歷經(jīng)14年磨劍，已經(jīng)得到突破性進展。如果有進一步支持，世界上第一個容量為幾十Tb的全光交換系統(tǒng)將在北京交大誕生。”
新一代光纖誕生
與光通信系統(tǒng)技術進展伴隨的是光纖光纜產(chǎn)業(yè)和技術的演進，光纖也迎來變革。
自誕生以來的40余年間，光纖一直應用于長途干線傳輸，光纖色散、損耗是光纖長途能力的硬性指標。而在2010年之前，色散一直是限制光纖的長途傳輸應用，為此，業(yè)內(nèi)相繼開發(fā)了色散位移光纖、非零色散位移光纖、低色散斜率光線和低偏振模色散光纖等等。
但隨著相干調(diào)制、相干接收在100G時代成熟、DSP數(shù)字處理能力提升，光纖的色散問題在光通信系統(tǒng)中得到解決，光纖傳輸性能的決定因素轉(zhuǎn)向損耗。
“100G時代，長途傳輸距離達到1500、3000公里，光纖損耗要降低，LL、ULL光纖的需求逐步顯現(xiàn)。”“中國光纖之父”趙梓森介紹，LL為低損耗光纖，損耗值為0.18dB/km；ULL光纖為超低損耗光纖，損耗值為0.17dB/km；目前主流光纖為G.652光纖，損耗值為0.2dB/km。
需要指出的是，LL光纖烽火、長飛已經(jīng)可以生產(chǎn)，且中國電信已經(jīng)著手試用。而ULL光纖只有康寧一家可以生產(chǎn)。
此外，趙梓森提到，前不久一次學術會議中糾正了一個多年來的錯誤方向：“追求光纖的低有效面積是錯誤的，雖然這能帶來不少性能的提升，但大有效面積能直接帶來信噪比的提高。信噪比才是真正對網(wǎng)絡有用的。”業(yè)內(nèi)光纖公司業(yè)已開始為此努力，據(jù)悉，長飛已經(jīng)開始與運營商探討該方案的可行性。
大有效面積、低損耗光纖，成為新一代光纖的發(fā)展方向。
集成光路產(chǎn)業(yè)起步
與光纖、光通信系統(tǒng)不同，光器件產(chǎn)業(yè)一直是我國光通信產(chǎn)業(yè)的短板。尤其是在光無源器件芯片和光有源器件芯片領域，我國幾乎完全依賴從國外進口。“這兩類芯片已成為嚴重阻礙我國光器件產(chǎn)業(yè)向高端邁進的主要瓶頸。”上海交通大學陳益新如是介紹。
寬帶工程的規(guī)模部署需要大量的PLC光分路器集成芯片，近幾年我國一直從韓國進口，同時這也刺激了我國PLC光分路器芯片的進階。“我國不少科研機構對PLC的研究并不晚，只是與產(chǎn)業(yè)結合不密切。光纖接入的普及提供了產(chǎn)學研結合的機會。”陳益新介紹，2012年，我國PLC產(chǎn)業(yè)取得突破。
不久前深圳光博會期間，上海鴻輝、杭州天野相繼展示了自主知識產(chǎn)權的PLC芯片。 “我國在集成光路制造方面與國際水平相距甚遠，但今年我們迎來了PLC自主研發(fā)的曙光。2012年可成為我國集成光路元年。”陳益新對此頗為興奮。
可以看到，隨著光網(wǎng)絡向著大容量、高速率、低能耗、廣覆蓋的方向發(fā)展，未來光器件必然要求高性能、小尺寸、低能耗、高可靠和低成本。“集成光路，必然是光器件和光模塊集成化的必然方向。”陳益新指出：“我國光通信產(chǎn)業(yè)必須要趕上國際集成光路的步伐，方能在今后的寬帶產(chǎn)業(yè)中不再受制于人。”
《2012海峽兩岸光通信論壇》的主題依舊是“寬帶中國”，但顯然產(chǎn)業(yè)界與學術界已經(jīng)把目光放在未來網(wǎng)絡上。亨通光電總經(jīng)理錢建林在會議總結光通信的五大方向：第一、大容量光傳輸技術，適應以視頻為主的寬帶及移動互聯(lián)網(wǎng)應用對大數(shù)據(jù)的要求；第二、寬帶光接入技術，解決未來互聯(lián)網(wǎng)多業(yè)務高效接入問題；第三、節(jié)點光交換技術，解決未來互聯(lián)網(wǎng)中節(jié)點交換問題；第四、智能光聯(lián)網(wǎng)，解決未來互聯(lián)網(wǎng)在光層上動態(tài)的組網(wǎng)問題；第五、光子集成技術，滿足光通信市場對更低功效、更高密度、更高速率的需求。
