似乎只要提到光通信，必然會(huì)捆綁“寬帶中國(guó)戰(zhàn)略”這一話(huà)題。
誠(chéng)然，傍上寬帶中國(guó)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(jī)構(gòu)對(duì)烽火、亨通、中天等上市企業(yè)紛紛給出“增持”評(píng)價(jià)。
現(xiàn)在，站在這條大船上，光通信可以看得更遠(yuǎn)。日前，亨通集團(tuán)承辦的《2012海峽兩岸光通信論壇》在吳江完美落幕，來(lái)自科研、產(chǎn)業(yè)界的專(zhuān)家為業(yè)界展示了這種“更遠(yuǎn)”的目光以及成果。
業(yè)界習(xí)慣把光通信產(chǎn)業(yè)分為光通信系統(tǒng)設(shè)備、光纖光纜、光器件三大領(lǐng)域，而這三個(gè)領(lǐng)域其實(shí)都已經(jīng)迎來(lái)變革的臨界點(diǎn)。
全光交換網(wǎng)絡(luò)即將面世
“大數(shù)據(jù)的來(lái)臨對(duì)IP網(wǎng)絡(luò)提出了極高要求。”中國(guó)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(lái)極大的挑戰(zhàn)，其實(shí)這其中80%～90%的數(shù)據(jù)不需要經(jīng)過(guò)IP交換，直接在光層處理即可。”
一個(gè)T級(jí)全I(xiàn)P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(jī)每端口功耗小于25W，不到路由器的4%。鄔賀銓認(rèn)為，隨著數(shù)據(jù)的爆發(fā)式增長(zhǎng)，全光交換網(wǎng)絡(luò)的需求日益迫切。
中國(guó)科學(xué)院院士簡(jiǎn)水生給出了同樣的觀點(diǎn)：全光交換網(wǎng)絡(luò)將節(jié)約99%以上的能源。他舉例，日本2020年的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)將達(dá)到1000Tb，大約需要800個(gè)CRS-1路由器完成，100個(gè)這樣的節(jié)點(diǎn)就需要一個(gè)核電站來(lái)供電。而在國(guó)內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量要遠(yuǎn)超過(guò)100個(gè)。此外，每個(gè)CRS-1路由器的價(jià)格為45萬(wàn)美元，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署路由器的成本為3.6億美元。
為此，日本提出了AKARI計(jì)劃，建設(shè)下一代網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)——全光網(wǎng)絡(luò)，傳輸與交換均基于光。這種以光交換為特征的網(wǎng)絡(luò)將容量將超過(guò)1000Tb，而且耗電量下降99%。AKARI計(jì)劃將在2015年得到完善。
同時(shí)，下一代信息網(wǎng)絡(luò)的安全也只能依靠全光交換網(wǎng)絡(luò)。“IP協(xié)議的本質(zhì)是自由、開(kāi)放的，無(wú)所不在的網(wǎng)絡(luò)也代表著無(wú)所不在的攻擊。而光交換能在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上解決網(wǎng)絡(luò)安全的問(wèn)題。”簡(jiǎn)水生表示：“北京交通大學(xué)光波所在1998年提出這一構(gòu)思，歷經(jīng)14年磨劍，已經(jīng)得到突破性進(jìn)展。如果有進(jìn)一步支持，世界上第一個(gè)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(shù)進(jìn)展伴隨的是光纖光纜產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的演進(jìn)，光纖也迎來(lái)變革。
自誕生以來(lái)的40余年間，光纖一直應(yīng)用于長(zhǎng)途干線(xiàn)傳輸，光纖色散、損耗是光纖長(zhǎng)途能力的硬性指標(biāo)。而在2010年之前，色散一直是限制光纖的長(zhǎng)途傳輸應(yīng)用，為此，業(yè)內(nèi)相繼開(kāi)發(fā)了色散位移光纖、非零色散位移光纖、低色散斜率光線(xiàn)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(shí)代成熟、DSP數(shù)字處理能力提升，光纖的色散問(wèn)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(shí)代，長(zhǎng)途傳輸距離達(dá)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(guó)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(zhǎng)飛已經(jīng)可以生產(chǎn)，且中國(guó)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(xué)術(shù)會(huì)議中糾正了一個(gè)多年來(lái)的錯(cuò)誤方向：“追求光纖的低有效面積是錯(cuò)誤的，雖然這能帶來(lái)不少性能的提升，但大有效面積能直接帶來(lái)信噪比的提高。信噪比才是真正對(duì)網(wǎng)絡(luò)有用的。”業(yè)內(nèi)光纖公司業(yè)已開(kāi)始為此努力，據(jù)悉，長(zhǎng)飛已經(jīng)開(kāi)始與運(yùn)營(yíng)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(guó)光通信產(chǎn)業(yè)的短板。尤其是在光無(wú)源器件芯片和光有源器件芯片領(lǐng)域，我國(guó)幾乎完全依賴(lài)從國(guó)外進(jìn)口。“這兩類(lèi)芯片已成為嚴(yán)重阻礙我國(guó)光器件產(chǎn)業(yè)向高端邁進(jìn)的主要瓶頸。”上海交通大學(xué)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(guó)一直從韓國(guó)進(jìn)口，同時(shí)這也刺激了我國(guó)PLC光分路器芯片的進(jìn)階。“我國(guó)不少科研機(jī)構(gòu)對(duì)PLC的研究并不晚，只是與產(chǎn)業(yè)結(jié)合不密切。光纖接入的普及提供了產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的機(jī)會(huì)。”陳益新介紹，2012年，我國(guó)PLC產(chǎn)業(yè)取得突破。
不久前深圳光博會(huì)期間，上海鴻輝、杭州天野相繼展示了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的PLC芯片。 “我國(guó)在集成光路制造方面與國(guó)際水平相距甚遠(yuǎn)，但今年我們迎來(lái)了PLC自主研發(fā)的曙光。2012年可成為我國(guó)集成光路元年。”陳益新對(duì)此頗為興奮。
可以看到，隨著光網(wǎng)絡(luò)向著大容量、高速率、低能耗、廣覆蓋的方向發(fā)展，未來(lái)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(guó)光通信產(chǎn)業(yè)必須要趕上國(guó)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(guó)”，但顯然產(chǎn)業(yè)界與學(xué)術(shù)界已經(jīng)把目光放在未來(lái)網(wǎng)絡(luò)上。亨通光電總經(jīng)理錢(qián)建林在會(huì)議總結(jié)光通信的五大方向：第一、大容量光傳輸技術(shù)，適應(yīng)以視頻為主的寬帶及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對(duì)大數(shù)據(jù)的要求；第二、寬帶光接入技術(shù)，解決未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)多業(yè)務(wù)高效接入問(wèn)題；第三、節(jié)點(diǎn)光交換技術(shù)，解決未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)交換問(wèn)題；第四、智能光聯(lián)網(wǎng)，解決未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)在光層上動(dòng)態(tài)的組網(wǎng)問(wèn)題；第五、光子集成技術(shù)，滿(mǎn)足光通信市場(chǎng)對(duì)更低功效、更高密度、更高速率的需求。
