通信产业网:低损耗光纤铺路下一代传送网 中天科技革新增长引擎 -凯发k8国际

通信产业网:低损耗光纤铺路下一代传送网 中天科技革新增长引擎
2013-07-02

【通信产业网讯】(中天科技发展战略研究所 李志石)流量增长历来是光通信技术发展的主要驱动力量。近年来,以视频业务为代表的互联网业务蓬勃发展,3g、4g驱动移动互联网业务高速增长,云计算应用蓄势待发,流量风暴愈演愈烈。

根据cisco最新vni预测,未来5年,全球互联网用户将从23亿增加到36亿、联网设备将从120亿增加到190亿、全球平均宽带速率将增加到39m,而基于这些因素推动,2017年,全球ip流量(固定和移动)将会达到1.4zb,超过1984年-2012年累计互联网流量之和(1.2zb),全球ip流量的年增长率依然达到29%。

而我国互联网流量增速还要超过这一数值,按照中国电信的最新预测,尽管未来5年干线网流量的年增长率相对会有一些回落,但依然会高达35%~50%。

此前,中国电信科技委主任韦乐平提出:运营商网络架构需要向下一代传送网演进,所谓新一代传送网,有3个基本特征是必备的:超高速传输、透明联网和超低损光纤。目前,作为国内主流光纤企业,中天科技已经投产具有完全自主知识产权的低损耗光纤。

近日,中天科技又启动新一轮超低损耗光纤的研发战略,中天科技股份有限公司副总经理、中天科技光纤有限公司总经理薛驰表示,互联网浪潮在推动网络演进的同时,也把整个光通信产业链推到风口浪尖,“现在,我们需要强大技术推动力,构建新的发展引擎。”

传送网需要新技术突破

事实正是如此。韦乐平曾提出“容量危机”一词,预计2020年实际互联网流量将超过光通信单纤容量极限,传送网需要突破性技术。

根据itu-t规定的光纤可用光谱宽度和香农极限理论,单模光纤的理论容量极限大约是400t,进一步考虑到光纤放大器的可用带宽仅为光纤可用光谱宽度的1/4,单模光纤的实际可用容量极限大约是100t。1970-2000年,光通信单纤容量每年增长78%,被称为超摩尔定律,远超过互联网流量增速。但近10年来,由于缺乏像20世纪的wdm和光纤放大器那样的突破性技术,光通信技术的容量增长速度已经回落到每年20%左右。

按照这一发展速度,系统容量将在2020年左右达到香农极限。然而,从业务需求方看,最近10年全球互联网的流量按照每7年翻10倍的发展规律增长,远快于系统容量的增长速度。按照上述发展速度,预计在2020年前后,实际互联网流量需求将超越单纤系统容量的香农极限,出现“容量危机”。

在寻找突破性技术实现发展,中天科技股份旗下的中天科技光纤有限公司推出其自主开发的低损耗光纤——中天达远(ztt-alf)低损耗光纤。与传统的普通g.652光纤相比,中天达远(ztt-alf)具有更低的损耗值,衰减指标非常稳定,在双波长指标优化的基础上,中天达远(ztt-alf)还在其他主要指标上进行了改进,可以全波段应用,同时该光纤模场直径与普通g.652光纤完全兼容,在对接时具有更低的接续损耗值。

根据中国电信对现网模拟计算得出结论:采用低损耗光纤建设网络,可以节省现网成本10亿元,约10%。

“不断降低光纤损耗、满足运营商建网需求,是产业链的价值追求。”薛驰介绍,自2003年成立以来,中天科技光纤有限公司不断向光通信产业链的上游发展。2008年,中天科技开始研发生产光纤预制棒,目前已经拥有多条世界先进的vad、ovd光纤预制棒生产线,相关预制棒和光纤产品先后被列入国家火炬项目、国家重点新产品计划项目以及江苏省高科技成果转化项目。

经过长期技术积累和三期技改扩产,目前普通g.652.d光纤年产能已经达到2000万芯公里,g.657系列光纤、g.655光纤、多模光纤、小尺寸光纤、耐高温光纤等均已实现批量生产和市场供应。2011年,为了适应国家八纵八横光缆骨干网建设步伐,中天科技光纤有限公司与中天科技精密材料有限公司联合对光纤预制棒和光纤拉丝技术进行全面改造提升,从各环节降低光纤损耗。

实现自我超越

在芯棒制造工艺中,vad方法因具有沉积速率快,脱水效果好,可连续制造大尺寸预制棒以及折射率剖面中心不存在凹陷等优势得到广泛应用。“但是由于掺入内包层中的氟元素在高温下极易渗透到芯层,或蒸发被气体携带走,在传统的vad工艺生产的芯棒中,凹陷折射率差通常无法达到要求。”中天科技光纤研究所所长、中天精密材料有限公司总经理沈一春指出,传统的vad工艺实现复杂的折射率剖面(例如凹凸交替的内包层)的难度非常大。针对上述vad工艺不足之处,中天科技精密材料有限公司开发了一种制造凹陷包层超低水峰光纤芯棒的装置及其方法。采用该方法生产的预制棒可以生产出光学包层折射率符合要求的光纤,这类光纤具有低的衰减,适合于长距离通信传输应用。

中天科技光纤有限公司副总经理、工程师刘志忠指出,在拉丝工艺中,在预制棒熔融后,通过改进热处理工艺,降低光纤内部残留应力。由于光纤经过高温熔融后,从拉丝炉内出来,温差较大,光纤在骤冷过程中,其内部应力无法释放,光纤内部处于无序的非晶状态,增大了光纤的瑞利散射系数,影响光纤的衰减性能。热处理工艺的关键在于热处理温度和时间的确定,通过热处理工艺,实现光纤梯度降温,将光纤内部的无序的非晶区逐步变为有序的结晶区,有效降低光纤残余应力,实现光纤衰减改善。拉丝炉内气体流量自动控制技术,对炉内气体实现自动控制,根据炉内实时测压技术及流量自动调节控制,实现在生产前、中、后对炉内气体进行自动化控制,稳定炉内气流,从而稳定光纤在整个生产过程中的衰减。

专家评论指出,中天达远低损耗光纤(ztt-alf)的开发成功,推进了国内光纤制造技术的发展。中天自主知识产权产品的开发成功,打破了传统格局,可以替代进口,填补国内空白,有助于推进国家干线网络建设,助力宽带中国战略实施。为电信骨干网的升级换代提供强有力的支撑。

目前,中天科技已经启动下一步研发计划:研发并推出超低损耗光纤,满足超高速光通信系统的商用要求。在超100g时代,长距离传输必须要超低损耗光纤提供有效支持。采用超低损耗光纤,可以减少3db跨段损耗,相当于系统传输距离可以延长100%。如果能够节省一个系统再生站,即可为运营商节约数千万元成本。根据中国电信计算,采用超低损耗光纤建网,相比于普通光纤可以节省20%成本,约25亿元。

成功应用智能电网

目前,中天达远(ztt-alf)低损耗光纤已成功应用于台远至塔中220kv送电线工程、云南500kv金安桥送出线路工程、西宁-日月山-乌兰-格尔木750kv双回输变电工程等电力系统通信建设项目,实现大跨段、无电中继传输。低损耗光纤帮助国家电网公司避免了在高海拔地区建设中继站,减少了建设、运行、维护成本,提高了通信系统可靠性。另一方面也能应对未来网络技术的升级需要,为电力超长站距传输技术提供新思路。

由于低损耗光纤优势明显,2013年,中国电信制定了新的光纤集采要求:骨干网g.652光纤以后全部采用低损耗光纤。目前,骨干网主流光纤为g.652普通光纤,大部分主流光纤企业已经可以提供低损耗光纤,产业链已经成熟。

但超低损耗光纤供应商只有康宁,光纤产业链需要缩短与国际领先厂商的差距,推动产业链成熟,减少运营商供应链风险。沈一春表示,为了适应100g技术和下一代传送网的需求,中天科技已经投入强大力量研发新一代超低损耗光纤以满足客户日益急迫的需求,占据光纤技术制高点,促进产业链成熟,为“宽带中国”提供新的选择,推进大容量、高速率、长距离的光纤新产品的应用,实现从微创新到原始创新的突破,促进中国光通信产业的自主创新的进一步提升。

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