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超低损耗光纤发展遇瓶颈:成本高技术难

2016-05-23 14:43
夜隼008
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  随着移动互联网、云计算、大数据等技术的飞速发展,400G将会是未来下一代骨干网升级和新建的方向。在实现光纤通信上,一个重要的问题是尽可能地降低光纤的损耗,由于400G长距离干线传输系统对光纤的低损耗性要求更加苛刻,超低损耗光纤就成了不二选择。

  一、减少损耗=节省数千万元

  光纤本身不会有高损耗,高损耗是由材料中所含的杂质引起的,如果把所含杂质降低,那么损耗程度也能相应降低。基于高锟博士的这个理论,美国康宁公司于1970年成功研制出损耗为17dB/km的低损耗石英光纤,把光纤通信由理论变成了现实。

  损耗降低可以使传输速度提升,速度一提升,传输距离加长,国家就可以减少使用一个系统再生站,这相当于节省了数千万元。这不仅能有效满足承载需求,同时还能最大化地节省投资,因此,专家学者以及研究人员都在为最大降低光纤损耗而努力着。

  目前,超低损耗光钎的衰减值已降至0.17~0.18dB/km,大幅降低了建设成本,陆续得到业内认可。2011年,国家电网在"电力天路"青藏直流联网工程中,将超低损耗光纤应用于其中最长跨段,不仅降低了运行、维护的困难和费用,提高了通信系统的可靠性,还能应对未来网络技术的升级需要。

  二、两大路障

  国内三大运营商都在大力发展光纤到户、到楼,大规模进行光纤化改造工作,他们对光纤的需求量明显增加,这将给中国的本土制造商提供一个巨大的市场空间。并且,未来骨干网、接入网数据中心等场景对光纤特性都有不同的需求,超低损耗光纤的出现恰逢其时。

  但是,在超低损耗光纤的发展路上依然有两条"拦路虎"限制发展,当超低损耗光纤的衰减值达到0.18dB/km时,似乎很难再继续突破。成本高、技术难就是超低损耗光纤发展的两大路障。

  1.成本高

  相比普通光纤和低损耗光纤,超低损耗光纤的研发难度更大。超低损光纤的剖面结构、制造工艺完全不同,研发人员重新设计剖面结构、研发新的制造工艺都需要一定的研发周期,这会使成本相对较高。

  目前的国内厂商基本实现了低损耗光纤的量产,还有些厂商投入了较多人力、物力进行生产研发超低损耗光纤,但国内运营商的集采需求并不明显,运营商需要考虑到国家投资的效益问题,成本考核就是其中一个重要的衡量标准,这些因素都共同导致了研发进度的缓慢。

  此外,部署超低损耗光纤需要在光纤外层介质上掺加大量的氟,以确保折射率,然而氟化物难处理,且会造成环境污染,废料处理也同样困难。有专家坦言,国内线缆厂商在超低损耗光纤方面可以做一些样品,若批量生产,国内线缆厂商在成本控制上还很难达到国外厂商成熟超低损耗光纤的价格。

  2.技术难

  在100G、400G网络系统下,部署低损耗光纤可使总的传输成本降低10%(10亿元),超低损耗光纤则可降低20%(25亿元),面对如此大的诱惑,国内厂商办起来依然吃力,主要原因在于,超低损耗光纤的技术难度大,尚未形成突破。

  据悉,光纤中的损耗主要来自光纤材料的散射损耗和吸收损耗两个部分。当光纤材料所含的二氧化硅、二氧化锗等成分的浓度不均时,光会将一部分光功率散射到光纤外部,从而引起损耗;同样,当光纤材料和杂质吸收光能时,它们也会把光能以热能的形式消耗于光纤中。

  我国光通信产业的产业链尚不健全,核心技术缺失,很多产品和制作工艺仍需进口,加上超低损耗光纤的制缆工艺有相当大的难度,其工艺相比传统光纤而言改变较大,并且需要反复调整,这些都将给超低损耗光纤的进展带来一定的滞后。

  三、结语

  如今国内光纤厂商以生产低损耗光纤为主,考虑到超低损耗光纤产业尚不成熟且成本较高,故未大规模部署超低损耗光纤。有业界人士指出,目前市场上真正具有商用能力的厂商也就两家左右。成本和技术的问题正限制着超低损耗光纤的进展,但业界普遍认为,在运营商与产业链厂商的协同下,经过未来2-3年,超低损耗及大有效面积超低损耗光纤会进一步成熟。

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