光通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)

據(jù)了解，我國不僅擁有全球最大的光通信應(yīng)用市場，而且還有全球最完整的光通信產(chǎn)業(yè)鏈和最大的制造基地，我國光通信產(chǎn)業(yè)成為與世界水平最接近的技術(shù)領(lǐng)域和最有希望實(shí)現(xiàn)全面趕超的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。

在此背景下，由OFweek中國高科技行業(yè)門戶主辦，OFweek光通訊網(wǎng)與OFweek通信網(wǎng)聯(lián)合承辦的“OFweek 2017（第十一屆）中國光通訊技術(shù)與應(yīng)用研討會(huì)”在深圳正式舉辦。中國電信集團(tuán)公司韋樂平教授發(fā)表了“光通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn) ”題演講，重點(diǎn)剖析了我國光通信產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，并提出了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸及突破方向。

中國電信集團(tuán)公司韋樂平教授

光通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

數(shù)據(jù)顯示，2016年底我國FTTH用戶已達(dá)2.28億，占比55+%，僅CTC用戶1.17億就已經(jīng)超過日美韓三國15年來發(fā)展用戶的總數(shù)。在光通信產(chǎn)業(yè)鏈，從芯片、器件、光纖光纜、預(yù)制棒到系統(tǒng)設(shè)備，我國制造基地中光傳輸設(shè)備占40%、光接入設(shè)備占70%、數(shù)通設(shè)備25%、光纖55+%、光器件約15%，成為全球最完整產(chǎn)業(yè)鏈和最大制造基地。

韋樂平表示，隨著國家“網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國”、“寬帶中國”和“互聯(lián)網(wǎng)+”等一系列發(fā)展政策乃至財(cái)稅支持下，我國光通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展持續(xù)而強(qiáng)勁。

在業(yè)務(wù)和應(yīng)用層面，過去10年業(yè)務(wù)應(yīng)用流量增速高達(dá)47%，未來5年依然能高達(dá)42%，遠(yuǎn)高于全球的平均水平22%。而且近來的4K以及8K、自動(dòng)駕駛、VR/AR、5G的到來都將會(huì)帶動(dòng)光通信的又一波發(fā)展。

未來，在這些新網(wǎng)絡(luò)、新終端和新應(yīng)用的帶寬驅(qū)動(dòng)下，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)將會(huì)越來越依賴光網(wǎng)絡(luò)，對(duì)光纖資源和帶寬的產(chǎn)生極大需求。

光通信產(chǎn)業(yè)面臨的難題

韋樂平還表示，我國光通信產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展的過程中，有些問題還亟待解決。最大問題是目前光通信的速率和成本已滯后于互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展速度，而光通信市場大而無序，接入市場空間開始受限，惡性競爭頻發(fā)，廠家過多，接入市場空間開始受限，剩余空間多為硬骨頭難以突破。

此外，我國光通信核心技術(shù)薄弱，產(chǎn)業(yè)鏈大而不強(qiáng)，核心光器件芯片、材料、儀表 、制造平臺(tái)等領(lǐng)域差距較大。例如100G光模塊、超低損光纖等多年不克。光器件全球份額不到15%。

另外，我國光通信原創(chuàng)性技術(shù)和核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)匱乏，依然跟隨策略為主，產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重，缺乏核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)和新技術(shù)引領(lǐng)能力。 在光通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，這些問題成為產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的絆腳石，亟待解決。

光通信核心技術(shù)演進(jìn)

據(jù)韋樂平介紹，雖然目前骨干傳輸鏈路隨著業(yè)務(wù)應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入快速發(fā)展階段，400G網(wǎng)絡(luò)已日趨成熟，并且即將商用。而單線容量卻步入了攻堅(jiān)期，從1970年代中到2000年代，容量每年增長78％(超摩爾定律)，近10年單纖容量的年增長速度放慢到20％，而從1990年代中至今，互聯(lián)網(wǎng)流量每年長40％，預(yù)計(jì)2020年超越單纖容量香農(nóng)極限?，F(xiàn)有技術(shù)難以應(yīng)對(duì)，單纖容量問題不解決就會(huì)呈現(xiàn)容量危機(jī)，雖然骨干接點(diǎn)應(yīng)用ROADM，和傳統(tǒng)組網(wǎng)比較有較大的優(yōu)勢，但是應(yīng)對(duì)未來大數(shù)據(jù)的爆發(fā)，傳送網(wǎng)仍然需要突破性系統(tǒng)技術(shù)。

光通信從10G EPON進(jìn)入到XG—PON，應(yīng)用場景不同，主要驅(qū)動(dòng)力也不同。未來PON發(fā)展主要使用對(duì)象是家庭用戶，可以采用與GPON的共存方案，雖然GPON應(yīng)用比10G EPON晚，但是已經(jīng)成熟可用，廣泛發(fā)展將指日可待。盡管接入網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)中技術(shù)進(jìn)步相對(duì)最慢，投資最大，維護(hù)成本最高，實(shí)現(xiàn)全光網(wǎng)最費(fèi)力的部分，但是中國電信實(shí)現(xiàn)了接入網(wǎng)光纖化速度最快，成為FTTH規(guī)模最大的運(yùn)營商， 并且正引領(lǐng)全球的光纖化進(jìn)程。

未來，光通信發(fā)展方向應(yīng)從兩大突破點(diǎn)著手：一是網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的變革逐步走向基于SDN/NFV的軟硬件解耦的開放云化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) ；二是物理層的變革逐步走向以硅光子和新一代光纖等創(chuàng)新技術(shù)為代表的新物理層。光網(wǎng)絡(luò)引入SDN之后，可以實(shí)現(xiàn)真正的跨網(wǎng)、跨技術(shù)、跨廠家的全網(wǎng)集中視野，并且降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)營成本 此方法可望最佳利用全網(wǎng)帶寬資源、縮短收斂速度、減低時(shí)延、確保路由和性能可預(yù)測。

光器件成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸

最后，韋樂平認(rèn)為，之所以光通信成為所有網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成技術(shù)中降價(jià)最慢的領(lǐng)域，光器件是瓶頸的瓶頸，而光芯片是瓶頸的立方。 由于摩爾定律適用分組、交換矩陣和存儲(chǔ)器等電域技術(shù)，但不適合以手工為主的光通信技術(shù)。在傳輸系統(tǒng)、核心路由器、FTTH（PON）、光芯片這些方面，光器件成本占比高達(dá)70%-80%。

硅光子技術(shù)的出現(xiàn)為突破光器件的瓶頸帶來了希望，硅光子技術(shù)利用現(xiàn)有CMOS的投資、設(shè)施、經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)設(shè)計(jì)和制造光器件和光集成，從而達(dá)到CMOS水平。各種光子集成技術(shù)都帶來不同程度的改進(jìn)和突破，雖然只有硅光子技術(shù)可以享受到摩爾定律帶來的巨大好處，仍有望在成本、功耗和集成度上帶來根本性的突破。

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