1961年中國(guó)第一臺(tái)紅寶石激光器(雷射器)就研制成功,中國(guó)激光技術(shù)迅速發(fā)展,以激光為特色的光電子信息產(chǎn)業(yè)作為一支產(chǎn)業(yè)新軍迅速崛起。相對(duì)於傳統(tǒng)通信載體,光 纖通信具有通信容量大、不受電磁波干擾、不怕雷擊、保密性佳、體積小等特點(diǎn),廣泛用於高速公路、城市道路監(jiān)控、城市輕軌、機(jī)場(chǎng)、油田、礦山、電力系統(tǒng)、金 融、電訊等領(lǐng)域的主干通訊網(wǎng)中。目前推廣的「光纖最後一公里」工程將實(shí)現(xiàn)“光纖到大樓”、“光纖到桌面”,使數(shù)字科技更貼近人們的日常生活。
相關(guān)技術(shù)
光纖
光纖是光纖傳輸系統(tǒng)的重要組成部分,是將視頻、數(shù)據(jù)及音頻等信號(hào)調(diào)制於光束上,并藉由玻璃管做遠(yuǎn)距離傳輸?shù)囊环N技術(shù)。北京新視野公司經(jīng)理王乃壁表示,「光纖 基本構(gòu)造包括纖芯(core)、增加全反射作用強(qiáng)度之包層(cladding),和最外層的保護(hù)外皮(Protective Sheath)。以傳輸模態(tài)可分單膜及多膜,若將纖核直徑大小限制在10μm左右,在1300nm傳輸波長(zhǎng)中,便僅有一個(gè)傳輸模態(tài)在光纖中傳輸,即為單 膜;若將纖核直徑加大,光纖內(nèi)有多種路徑供傳遞,則稱為多膜?!挂话銇?lái)說(shuō),單膜主要用在長(zhǎng)途通信(須與半導(dǎo)體雷射配合),產(chǎn)品要求較嚴(yán),而多膜則適用在智 能型大樓內(nèi)部及區(qū)域性的光纖網(wǎng)路鋪設(shè)。目前全球光纖使用量仍以單膜為主,單、多膜使用量約10:1,但在全球光纖到家的趨勢(shì)發(fā)展中,多膜光纖被看好。從生 產(chǎn)的角度而言,雖單膜要求較高,但多膜的生產(chǎn)流程卻較復(fù)雜,且產(chǎn)品單價(jià)約是單膜的2~3倍。光纖生產(chǎn)流程
光纖生產(chǎn)包括三個(gè)步驟,首先做預(yù)型體(preform),通過(guò)汽相沈積法,其中可分為垂直沈積式(VAD,由日本NTT開(kāi)發(fā))、外部沈積式(OVD,由康寧 開(kāi)發(fā))及內(nèi)部沈積式(MCVD,由Bell Lab開(kāi)發(fā))等方式,目前大多采用MCVD制作多膜光纖。在石英管中加氧氣及高純度的鹵化物,加熱長(zhǎng)成多層折射率不同的玻璃,玻璃再收縮變成實(shí)心棒,即為 預(yù)型體。石英玻璃纖維為制造光纖的最理想材料,通過(guò)氣相沈積方法,很容易從鹵化物原料得到高純度玻璃,且其折射率的控制或摻雜濃度的控制比其他方法更容 易。第二個(gè)步驟為拉絲,通過(guò)預(yù)型體很容易控制預(yù)型體的形狀及大小,預(yù)型體成形後,先作量測(cè),再移到石墨爐中加熱抽絲成為光纖,目前抽絲速率可達(dá) 300-600米/分。第三步驟是鍍層,為保護(hù)其強(qiáng)度,避免受潮及污染,必須在裸光纖表面鍍上保護(hù)層。另外,光纖的抽絲速率主要受限於鍍膜過(guò)程,因必須考 慮保護(hù)層的均勻度及材料的烘乾,其外圍保護(hù)層的材料亦可分為兩大類∶(1)利用紫外線烘乾材料,如高分子環(huán)氧基丙烯酸紙。(2)利用加熱烘乾的材料,如矽 樹(shù)脂及各種高分子材料。整個(gè)光纖生產(chǎn)流程為4~5天(做預(yù)型體則須1~2天
光纜
美國(guó)NTK公司經(jīng)理高煒表示,光纖通過(guò)光纜實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)遠(yuǎn)距離傳輸。光纜結(jié)構(gòu)根據(jù)其設(shè)計(jì)特質(zhì)所適用的范圍是不同的,分為專業(yè)光纜,如∶海底光纜、高壓電塔上空 架光纜、核能電廠抗幅射光纜、化工業(yè)抗腐蝕光纜等,以及一般屋內(nèi)外光纜,如∶空架光纜、地下道光纜、直接埋設(shè)、至社區(qū)光纜、屋內(nèi)至桌邊光纜等。光端機(jī)在整體光通訊產(chǎn)品中,還包括光主動(dòng)元件、光被動(dòng)元件以及傳輸設(shè)備,如∶光連接器(Connector)、耦合器(Coupler)、隔離器 (Isolator)、光衰減器(Attenuator)、光分插復(fù)用器OADM(Optical Add-Drop Mux)、光開(kāi)關(guān)(Switch)等。廣州澳視光電子技術(shù)有限公司經(jīng)理崔偉雄表示,光端機(jī)是CCTV光纖傳輸系統(tǒng)的重要傳輸設(shè)備,可實(shí)現(xiàn)在一根光纖上傳輸 1路或多路、單向或多向視頻、音頻、數(shù)據(jù)信號(hào)。[nextpage]
光端機(jī)的工作原理是光發(fā)射機(jī)將攝像機(jī)送來(lái)的視頻信號(hào)(電信號(hào))轉(zhuǎn)換為光信號(hào),并通過(guò)光纖傳 送給光接收機(jī);而光接收機(jī)則是將光信號(hào)重新轉(zhuǎn)換為電信號(hào)(視頻信號(hào)),再傳送給其他設(shè)備(如監(jiān)視器、錄影機(jī)等)。目前市場(chǎng)上出現(xiàn)的光端機(jī)型號(hào)各異,一般來(lái) 說(shuō),根據(jù)傳輸信號(hào)不同,可分為模擬(Analogy)光端機(jī)(AM或FM模擬光端機(jī))和數(shù)字(Digital)光端機(jī)(非壓縮數(shù)字和壓縮數(shù)字光端機(jī));根 據(jù)傳輸能力可劃分單路、多路復(fù)用、總線式光端機(jī)等,近年來(lái),隨著網(wǎng)絡(luò)型光端機(jī),如∶網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器(Video Sever)出現(xiàn),可實(shí)現(xiàn)通過(guò)光端機(jī)直接上互聯(lián)網(wǎng)。
作為一種電子傳輸設(shè)備,信噪比(dB)是光端機(jī)最重要的性能指標(biāo),性能優(yōu)良的光端機(jī)信 噪比為50dB~60dB,有效地保證傳輸圖像清晰度和穩(wěn)定性。其次,光端機(jī)整體工藝水平以及對(duì)能否適應(yīng)周邊工作環(huán)境、工作長(zhǎng)期性都有相關(guān)技術(shù)指標(biāo)。但相 比一些專用通信交換協(xié)議架構(gòu),如∶PDH、SDH、ATM等,光端機(jī)的技術(shù)門檻不是很高。
中國(guó)光纖傳輸系統(tǒng)場(chǎng)概況
光纖/光纜供過(guò)於求
隨著光纖科技不斷發(fā)展,光纖光纜價(jià)格在持續(xù)下降,2001年G.652光纖價(jià)格已經(jīng)由8月的41美元下跌到現(xiàn)在的26美元。目前國(guó)際上約有9家大型光纖生產(chǎn) 廠商,包括∶康寧、古河、阿爾卡特、藤倉(cāng)、住友、皮瑞利、LG、長(zhǎng)飛、POF,預(yù)期2002年生產(chǎn)量為1.2億公里。據(jù)有關(guān)資料顯示∶2001年全球光纖 需求量約在1億公里左右,比預(yù)估值下降了20%,而2002年全球光纖市場(chǎng)亦會(huì)出現(xiàn)供過(guò)於求的局面。
中國(guó)光纖市場(chǎng)也不容樂(lè)觀。目前中國(guó)約 有10家光纖生產(chǎn)廠商,包括了∶武漢長(zhǎng)飛(有制棒)、上海朗訊、南京華新藤倉(cāng)、富通昭和、深圳特發(fā)、成都中住、南京特恩馳、西古等。此外,亦有10家左右 的光纜生產(chǎn)廠商,包括∶長(zhǎng)飛光纖光纜有限公司、北京朗訊科技光纜有限公司、成都中康光纜有限公司、江蘇永鼎集團(tuán)有限公司、烽火通信科技股份有限公司、深圳 特發(fā)光纜有限公司、上海華新電線電纜有限公司、江蘇亨通集團(tuán)公司、成都匯源光纜廠、江蘇通光集團(tuán)公司等。據(jù)廠商統(tǒng)計(jì)∶2001年中國(guó)光纖市場(chǎng)需求量約為 1200~1300萬(wàn)芯公里,估計(jì)到2005年中國(guó)市場(chǎng)需求將達(dá)到2,000萬(wàn)芯公里,但從武漢長(zhǎng)飛公司2002年的預(yù)估供應(yīng)量來(lái)看,僅一家已經(jīng)足夠供給 全中國(guó)市場(chǎng)。有關(guān)部門預(yù)測(cè)2002年中國(guó)光纖市場(chǎng)由於中國(guó)電信拆分、以及2000年過(guò)熱定單移到2001年完成,中國(guó)市場(chǎng)2002年預(yù)期將出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)。
光端機(jī)發(fā)展飛速競(jìng)爭(zhēng)激烈
隨著中國(guó)CCTV產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,光纖傳輸系統(tǒng)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膬?yōu)越性日趨明顯,現(xiàn)階段高速公路收費(fèi)站、電力系統(tǒng)監(jiān)控中心、車站碼頭等地都采用了光纖傳輸系統(tǒng)來(lái) 傳輸視頻、音頻、數(shù)據(jù)等信息,從而帶動(dòng)了光端機(jī)市場(chǎng)的高速成長(zhǎng)。深圳諾龍實(shí)業(yè)有限公司經(jīng)理張順慶表示,自1999年開(kāi)始,中國(guó)光端機(jī)市場(chǎng)以每年 30%~50%的速度成長(zhǎng)。
當(dāng)然,在高速成長(zhǎng)市場(chǎng)的背後代表的即是激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。目前,中國(guó)光端機(jī)市場(chǎng)云集了十幾個(gè)以美國(guó)產(chǎn)品為主的國(guó) 際品牌,如∶FIBER OPTION、YLINK、IFS、COE、TELESTE、OSD、OFS、NTK等,以及幾十個(gè)國(guó)產(chǎn)品牌,如∶GTT、ANS、TIANCAI、 APEX、BOCOM、AB等。而要在目前仍不算大的中國(guó)光端機(jī)市場(chǎng)占有一定的市場(chǎng)份額,低價(jià)格仍是主要策略之一。作為英國(guó)COE中國(guó)代理的香港東蒲公司 反應(yīng),無(wú)論是光端機(jī)的高端產(chǎn)品或是低端產(chǎn)品利潤(rùn)率都相當(dāng)?shù)停瑑H維持在10%左右,與90年代初期可達(dá)幾倍的利潤(rùn)相較,落差相當(dāng)大。[nextpage]
國(guó)產(chǎn)/進(jìn)口品各擅勝場(chǎng)
國(guó)際光端機(jī)廠商IFS公司蔣博士表示,「要避開(kāi)價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)就是不斷開(kāi)發(fā)高技術(shù)產(chǎn)品,目前國(guó)產(chǎn)光端機(jī)廠商主要以生產(chǎn)單路模擬光端機(jī)為主,一些具有科技實(shí)力的國(guó)產(chǎn) 光端機(jī)生產(chǎn)廠商也可開(kāi)發(fā)多路光端機(jī),但數(shù)字式光端機(jī)、總線式大容量光端機(jī)、網(wǎng)絡(luò)光端機(jī)仍以國(guó)外光端機(jī)品牌為主?!谷绻麅H從光端機(jī)性能指標(biāo)比較,國(guó)外品牌光 端機(jī)更強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品性能的可靠性、穩(wěn)定性和長(zhǎng)期性,不過(guò)產(chǎn)品售後服務(wù)體系的建立還需加強(qiáng)。
對(duì)於國(guó)產(chǎn)光端機(jī)廠商來(lái)說(shuō),由於已掌握單路光端機(jī)技 術(shù),并配備良好售後服務(wù),基本占據(jù)了光端機(jī)的低端市場(chǎng),“如何提升國(guó)產(chǎn)品科技水平”即為國(guó)產(chǎn)光端機(jī)廠商能否在光端機(jī)市場(chǎng)駐足的關(guān)鍵所在。以國(guó)產(chǎn)光端機(jī)生產(chǎn) 廠家深圳博康集團(tuán)為例∶該集團(tuán)自1993年涉足光端機(jī)市場(chǎng),目前以系統(tǒng)集成為公司主營(yíng)方向。博康集團(tuán)工程師蘭青表示∶「在做系統(tǒng)集成同時(shí),我們可以了解用 戶真正需要什麼樣的光端機(jī),并且著手研發(fā),這樣不僅提高我們的技術(shù)水平,同時(shí)緊跟技術(shù)發(fā)展腳步,所以說(shuō)發(fā)展公司整體技術(shù)水平是做高科技產(chǎn)品的關(guān)鍵。
中國(guó)光電子產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)可期
中國(guó)有關(guān)專家認(rèn)為,中國(guó)在光電子技術(shù)方面與國(guó)際水平差距較小,與發(fā)達(dá)國(guó)家?guī)缀跬瑫r(shí)起步,特別是隨著中國(guó)“光谷”的建立,如∶武漢光谷、廣東光谷、長(zhǎng)春光電產(chǎn) 業(yè)基地、上海光電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展基地、浙江光電產(chǎn)業(yè)發(fā)展基地、西安光電子科技園區(qū)、重慶光電子園區(qū)、北京光機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)基地等,顯見(jiàn)中國(guó)光電子產(chǎn)業(yè)將有長(zhǎng)足 發(fā)展。屆時(shí),由光纖組成的“信息高速公路”將讓人們領(lǐng)略真正數(shù)字科技的魅力,其所帶動(dòng)的數(shù)位互動(dòng)電視、可視電話、寬頻網(wǎng)、電子購(gòu)物等亦將徹底改變現(xiàn)代人的 生活,光電子技術(shù)將繼微電子之後成功推動(dòng)人類科學(xué)技術(shù)的革命和進(jìn)步。