G.654E光纖與400G/1T骨干網絡系統是一對最佳組合,國產光纖廠商也在穩步推進該類光纖產品的研發和制造。不過由于價格因素和系統兼容性問題,加之400G規模商用預計還需要2-3年,因此超低損耗大有效面積光纖在陸地的規模商用預計還需要2-3年。
隨著物聯網、5G、千兆光網、智慧城市相繼到來,市場對數據和流量的需求將進一步提升,使得當前40G、100G骨干光網絡系統傳輸能力越來越接近飽和,400G網絡的需求開始出現。
相比于目前的G.652光纖,G.654E光纖所具有的低損耗屬性,意味著衰減低,大有效面積能夠增加進光率,可以滿足400G商用需求。正是在這一背景下,國產光纖廠商紛紛開始研發陸地用超低損耗大有效面積光纖產品研發,并且有產品商用。
不過從近兩年光通信市場走勢來看,超低損耗大有效面積光纖由于市場應用普遍面臨成本和兼容性問題,從而影響了市場的接受度。因此,國內光通信廠商均紛紛表示,要在今年解決上述問題,迎接400G商用。
成本較高
去年才確定國際標準的G.654E光纖盡管有著一定的性能優勢,也是未來400G首選,且得到運營商的普遍重視,但是其較高的生產成本和價格,還是在與商用三十多年的G.652D光纖的競爭中落入下風。
據了解,目前在國內市場上G.652D光纖單價每芯公里70元-80元,超低損耗光纖單價為每芯公里200元-400元,而超低損耗大有效面積光纖單價則更高,國內用戶面臨著高額的采購成本,使得國內市場對G.654E光纖接受程度有限。
作為國內光纖光纜的最大消費者,三大運營商的態度就是很好的證明。在最近幾次大規模集采中,三大運營商都把采購目標鎖定在技術成熟、價格較低、性能較優的G.652D光纖及其光纜制成品上。據介紹,中國聯通2017-2018年集采光纜5830萬芯公里,中國移動2016-2017年度集采普通光纜6114萬芯公里,全部是由G.652D光纖制成,而中國電信直接集采3500萬芯公里G.652D光纖。
對于G.654E光纖成本高企的原因,國內一家光通信廠商資深專家告訴《通信產業報》(網)記者,超低損耗光纖的制造工藝與常規光纖相比,技術難度高,環節復雜,對材料體系的優化配方與制棒工藝及拉絲要求非常高。
據了解,在材料配方上,G.654E要求純硅芯,只能在包層進行摻雜元素,這與G.652D光棒的要求有很大不同。在拉絲方面,因為G.654E光棒材質較G.652D光棒有較大差異,在后續拉絲環節,對拉絲速度、設備參數設定的要求也就較高,進而影響了光纖拉絲的生產效率。目前,國內廠商G.654E光纖的拉絲速度僅為G.652D的1/6。
正因為G.654E光纖制造成本依然偏高,而運營商的400G商用已提上議事日程,并展開了測試,所以國內光通信廠商今年在陸地用超低損耗大有效面積光纖方面的開發目標之一就是提高產出效率,降低生產成本。
兼容性待提升
兼容性是目前G.654E光纖商用所面臨的主要問題之一,主要表現為不同廠商產品之間的兼容性,以及與現有G.652D光纖的兼容性。
其中,與現有G.652D光纖的兼容性問題是市場比較關心,廠商需要首先解決的問題。目前,G.652D光纖是運營商集采最多的光纖產品,而光纖的使用壽命大概有20年,加之G.654E光纖最晚于2020年便可以大規模商用,屆時,絕大部分G.652D光纖仍在服役。因此,超低損耗大有效面積光纖要想從海洋向陸地轉移,實現大規模商用,就必須解決與現役常規光纖的兼容性問題。
根據國際標準,G.654E光纖與G.652D光纖最大的區別在于兩者的有效面積不同。其中,G.652D光纖模場直徑為8.8um-9.2um,對應的有效面積為80um2;G.654E光纖模場直徑為11.5um-12.5um,對應的有效面積為110um2-130um2。顯然兩者相差40%-60%,容差加大,給當前廠商的兼容性研究提出了挑戰。
至于不同廠商產品之間的兼容性,目前運營商并沒有進行大規模的比較測試,不過按照以往的經驗,如果行業標準確定后,在合理誤差范圍內,兼容性問題應該不大。
關于行業標準,在去年ITU確定了G.654E光纖的國際標準之后,國內標準的指定工作也在今年正式啟動。據悉,中國通信標準化協會傳送網與接入網第59次會議已于3月召開,與會專家和廠商代表討論了G.654E的行業標準,對于光纖的包層直徑、衰減系數、截止波長和測試試驗方法進行了規定,主要指標均已達成共識。
提升產品性能
在解決制造成本和兼容性問題的同時,國內光通信廠商并沒有放棄對G.654E光纖產品性能的優化工作。
據了解,與G.652D光纖的研究方向類似,國內廠商今年對G.654E光纖性能的研發重點主要集中在進一步降低衰減上,且康寧、住友、ofs等國外廠商繼續在衰減上進行比拼。
眾所周知,光纖衰減系數是光纖最重要的特性參數之一,在很大程度上決定了光纖通信的中繼距離。去年剛剛制定的G.654E國際標準規定,在1550nm區域,光纖衰減系數在0.15dB/km-0.19dB/km。而從中國聯通現網試點工廠測試結果來看,成纜后的光纜盤衰減系數,最大值為0.202dB/km,其中97.7%均小于0.19 dB/km,部分可到0.16 dB/km。而目前廣泛使用的G.652D光纖,其衰減系數最低可達0.17dB/km。顯然,G.654E光纖要想發揮其在400G系統中的優勢,就必須最大限度的降低衰減系數,拉開與G.652D光纖之間的優勢距離。
盡管國內光通信廠商在陸地用超低損耗大有效面積光纖的研發上取得了一些成績,也遇到了一些問題,但是隨著400G商用的臨近,國內運營商也都開始在陸地小規模試點G.654E光纖,而且根據初步評估結果,優勢是十分顯著的,顯然這類光纖未來具有更加廣闊的市場空間,中國光通信業也將迎來新一輪技術升級。