一束玻璃，万物互联--光纤助力塑造光网络新未来

  ICC讯 50多年前，康宁公司发明了第一根低损耗光纤，从此点燃了改变世界通信革命的火花。今天，在世界各地光纤的铺设量已经超过了50亿芯公里，光纤塑造的网络将你我万物紧密相连。早在1970年，没有人能预料到我们如今在语音、数据、视频和流媒体传输方面取得的惊人进步。由光纤实现的新技术，引领我们进入全新的信息时代，同时也赋予了未来无限可能。康宁公司作为光通信行业领先的端到端解决方案供应商之一，将在这篇文章中与您分享我们对于光纤行业下一个50年的发展和突破机遇的观点。

全球及中国光纤市场的现状和面临的机遇挑战

  2020年席卷全球的新冠疫情对于光纤市场而言，既有机遇，也有挑战。就短期的影响来说，疫情导致全球经济发展减速甚至倒退，原材料涨价，物流周期延长，成本激增，人员隔离等都对光纤光缆的生产和及时供应带来巨大的挑战，而疫情严重的地区互联网施工项目推迟或取消，也影响了光纤光缆的短期需求。但从长期角度看，这场疫情也推动了远程办公，远程教育等的迅速发展，甚至改变了人们的生活方式，以至宽带和无线网络的重要性日益突出。目前，全球光纤光缆的需求因为固网宽带、5G以及数据中心等建设的加速，开始迅速增长，预计2021年光纤光缆的需求量与去年相比将增加10%以上，并保持稳步上升。预计到2023年，全球光纤需求量将超过6亿芯公里，这对所有光纤生产企业都是一个重要的机遇。

  从供需关系角度看，全球光纤产能过剩的情况正在改变。光纤需求的快速增长使得光纤产能的利用率快速回升。随着高成本产能的闲置和缺乏竞争力的光纤预制棒、光纤光缆企业陆续退出市场，进一步促使本地和全球的产能和需求实现更好的平衡。

  展望未来的中国光纤预制棒、光纤光缆市场，5G建设、固网宽带、政企专线、数据中心、工业互联网等将继续拉动国内光纤需求。国家政策的引领将加速经济社会数字化和网络化发展，2021 年 3 月 24 日，工信部发布《“双千兆”网络协同发展行动计划(2021-2023 年)》，2021 年 4月 6日，住建部等部门发布关于《加快发展数据家庭提高居住品质的指导意见》，2021 年 5 月 24 日，国家发改委发布《全国一体化大数据中心协同创新体系 算力枢纽实施方案》，以及2021 年 7 月 12 日，工信部联合十部委发布《5G 应用“扬帆”行动计划(2021-2023 年)》，这些政策对于光纤光缆企业都是利好因素。我们认为领先的中国制造商将继续在中国市场占据重要地位，在保持强劲竞争力的同时，通胀效应、正常的经济发展以及对实现合理经营业绩的关注也将继续推动中国市场的发展。

光纤未来发展的方向和新的应用领域

  随着5G/F5G时代的到来，网络的数据流量和传输带宽正在快速增长，通信行业在不断寻求更高速率通信技术的同时也不得不面临香农定理的限制，构建高速率、高密度的光纤光缆网络仍然是解决网络带宽快速增长需求的重要手段。从深海到桌面，不同应用场景的网络特点各有不同，也对光纤提出了不同的要求。

  在接入网场景中，随着工业互联网、智慧城市、数据中心互联、光纤到屋、光纤到物的快速发展，网络节点的密度也在快速增加，运营商正在寻求建设大芯数、高密度的光缆网络，以提升管道利用率和安装施工的便利性。同时随着近两年中国运营商千兆宽带业务的快速发展，中国正在迈入10G PON时代。在10G PON下行工作的1,575nm长波段附近，传统G.652.D光纤对于小半径弯曲更加敏感。伴随接入网中接入点数量的持续增加，光缆出现因非规范施工而引起的小半径弯曲的情况将可能增多。这意味着在传统施工条件下，光缆网络出现维护余量降低甚至故障的情况将增多。为应对以上问题，我们认为具有G.657.A1/A2类抗弯性能，支持高密度、高芯数、小型化光缆设计，同时能与现网大量G.652.D光纤兼容的新型光纤将成为接入网光纤发展的新衡量标准。

  在运营商长途干线中，伴随着接入网城域网流量的快速增长，长途干线网络容量也面临着越来越大的压力。为了在提高网络速率的同时降低每比特成本，运营商在采用高阶调制编码方式，新型放大器和检测方式等手段提升频谱效率的同时，需要有新型的光纤对这些技术实现更好的承载，以保持长途干线的超长传输距离需求。实验数据表明兼具大有效面积、超低损特性的G.654.E光纤，能有效降低系统非线性，提升系统信噪比，是运营商构建超400G长途干线光网络的首选光纤。

  伴随着近年来日益增长的国际通信需求，全球对海洋光缆系统容量的需求也在不断提升。在海洋光缆系统设计建设中，为提升系统带宽容量，传统的方式是提升发射功率和放大功率，保持系统工作在非线性区域，实现单纤容量的最大化，因而要求海底光纤有更低的衰减和更大的有效面积(150μm2)。随着海洋网络技术的发展，基于多芯对的空分复用(SDM)技术的线性海缆系统正成为海洋通信的发展方向，通过降低单芯功率、增大光纤芯对数，从而提升整根光缆的系统容量，降低单位比特成本。康宁的分析数据表明，更低衰减系数，适中有效面积(82-115 μm2)和更小外径尺寸的光纤，是SDM海底通信系统实现更高光缆系统容量和更低单位比特成本的关键。

  电力通信系统的发展也需要新型光纤的支持。中国幅员辽阔，地形复杂，超高压电力网及通信网在很多地区需要穿越山川、峡谷、甚至戈壁荒漠。在这些恶劣的环境，中继站的选址和供电将面临巨大的挑战和很高的成本，所以通常都是采用超长跨距的无光中继站方案建设传输网络。基于SMF-28® ULL超低损光纤加拉曼放大器的方案可以支持超长跨距的信号传输，减少中继站的数量，降低整体成本。而随着网络带宽的不断增长，电力通信光缆正朝着大芯数、高密度方向发展，因而新一代弯曲优化ULL光纤能提供更低的衰减系数，更好的弯曲特性，更小的外径尺寸是在这一应用场景下给光纤演进提出的新要求。

  数据中心已成为现代生活的引擎，内部的光网络连接呈现高速率、高密度的发展趋势，连接距离从几米到几百米不等。多模光纤连接方案使用更低功耗的激光器，在能耗和成本方面具备明显优势，因而在数据中心的内部连接中广泛应用。超大规模数据中心的连接正向400Gb/s的速率演进，要求多模光纤能够提供更高的传输带宽和更好的带宽均匀性。新建数据中心大部分采用Spine&Leaf结构，以东西向数据流量为主，光缆的连接数量和连接密度都大幅提高，面对受限的室内安装施工环境，需要在保证光纤传输性能的同时提升光纤的抗弯曲性能，以保证系统稳定性、提升安装效率，节省时间、空间和维护成本。

光纤产品如何支持面向未来的需求

  过去50多年中光纤发展异常迅速，康宁一直处于光纤革新之旅中每次重大创新的前沿。如今，我们正在为不断增长的细分市场提供多样化的光通信解决方案，从海洋到桌面的全场景各系列光纤产品，适应不同应用场景下的光传输需求。

  · 面向城域网接入网的抗弯曲低损耗光纤

  SMF-28e+® BB光纤，简称BB光纤，是弯曲性能优化的升级版G.652.D光纤，面向下一代接入网络应用需求，在兼容现网G.652.D光纤的同时，宏弯性能优于G.657.A1标准。在F5G时代，这款光纤能显著降低复杂施工安装条件下的故障率，提高光缆网络稳定性，节省网络维护成本。康宁提供242/200μm两种外径尺寸的BB光纤，支持高密度、大芯数、小型化的光缆设计与制造。

  SMF-28® Contour光纤，是康宁2021年最新推出的面向城域网接入网的高性能抗弯曲、低损耗光纤。在BB光纤的基础上进一步优化抗弯性能和衰减性能，宏弯性能达到G.657.A2标准，衰减系数小于0.18dB/km, 同时传输性能、模场直径等指标与G.652.D光纤完全兼容。康宁提供242μm/190μm两种外径尺寸，助力运营商构建下一代高品质、高性能、高密度、大芯数城域/接入光网络。

  · 面向运营商长途干线的超低损、大有效面积光纤

  TXF®光纤，符合G.654.E标准，提供125μm2的大有效面积和0.17dB/km的超低损性能，相较传统G.652.D光纤，在大幅降低光纤衰减系数的同时，支持超50%的入射光功率，有效提升链路OSNR和Q值，是帮助运营商构建下一代超400G长途干线光网络的首选。

  · 超低损耗的海底光纤

  Vascade® EX2000光纤，是康宁海洋光纤产品系列中衰减系数最低的光纤，在1550nm衰减低至0.150dB/km，有效面积115μm2，可提供252μm/200μm两种外径尺寸，适用于跨海洋超长距高速率的SDM线性光缆系统。

  · 电力通信网领域超低损弯曲优化光纤

  弯曲优化的SMF-28® ULL光纤，是康宁推出面向电力长途通信网的新一代超低损、弯曲性能优化光纤。此款光纤衰减系数小于0.16dB/km, 模场直径与传统G.652光纤兼容，能助力电力长途通信网实现超长跨距的无中继传输通信。弯曲优化的SMF-28® ULL在传统超低损光纤的基础上提升了光纤的弯曲性能至G.657.A1类光纤的标准，提供242μm/200μm两种外径尺寸产品，能更好地适应电力通信网络光缆大芯数、小型化、高密度的需求。

  · 数据中心多模光纤

  ClearCurve®多模光纤，将弯曲性能和带宽优势结合到一起，是数据中心安装中最具成本效益的解决方案。ClearCurve®多模光纤具有最佳系统可靠性，降低了宕机时间。凭借比标准多模光纤高10 倍之多的业界最佳宏弯性能，ClearCurve®多模光纤可以提升空间利用率、增加密度、降低拥挤和改善管理和空气流通，同时节省施工安装的时间和成本。康宁先进的生产工艺和精确的测量方法为客户提供高性能和高带宽均匀性的光纤，在高速率系统中依旧保持卓越的传输性能。

  成熟的应用案例分享

  案例1 SMF-28® ULL光纤在电力超长距的应用

  国家电网青藏直流联网的光缆通信工程中应用了超低损耗光纤方案。该线路全长1038公里，最长跨段从沱河至安多，长约295公里。线路需要翻越海拔超过5000米唐古拉山口，最低温度低于零下60℃，自然环境恶劣，地质条件复杂。为保障系统的可靠运行，采用了康宁SMF-28® ULL超低损耗光纤等多种先进技术，避免了在山口区域设立中继站的困难。工程施工(光缆铺设，光纤熔接等)完成后，通信系统整体性能大幅提高，不仅可以应对恶劣的环境变化，而且能满足维护和网络未来升级的需要。

  青藏线近十余年的成功稳定运行，验证了康宁SMF-28® ULL超低损耗光纤作为电力通信超长站距解决方案的可靠性，积累了丰富的工程应用经验。后续在多个特高压重点线路得到广泛使用，包括为乌东德，白鹤滩等国家重点水电站配套的输电线路中都有康宁超低损耗光纤的身影。目前康宁SMF-28® ULL超低损耗光纤已作为电力超长距通信系统传输不可或缺的重要技术。

  案例2 TXF®光纤在运营商超大容量系统的应用

  随着视频等大带宽业务剧增，运营商的骨干网络也面临着更高带宽需求的压力。康宁TXF®光纤超低损耗和大有效面积的特性, 比G.652 光纤延长系统传输距离60%以上，满足400G乃至未来800G+等超高速率、超大容量、超长距离光传输网络的建设需要，降低客户为延长系统传输距离的巨额设备投资。目前中国电信上海——广州的长途干线，中国联通的京汉广长途干线等项目均已开始铺设ITU-T G.654.E光纤，建设下一代高速骨干网。康宁也有幸与合作伙伴一起参与这些重大项目建设，康宁所提供的TXF®光纤，传承了康宁光纤一贯的优异性能和高可靠性，适应各种严苛的环境要求，为客户建设可靠的骨干网络提供保障。

  如今，走过50多年发展历程的成熟光纤市场又迎来了下一个增长高峰。随着全球光纤到户和5G网络建设的推进，带动了光纤需求的迅猛增长，成为光纤行业的主要增长引擎。通过不断优化产品和工艺，引领技术创新，投资新的产能，支持客户的长期增长计划，康宁已经做好了在下一个光网络新蓝海蓬勃发展的准备。

  作者：周晓栋 康宁光通信大中国区商务运营及业务战略副总裁