我国光通信发展:新机遇与新挑战

责任编辑:卞海川 2018.01.19 16:52 来源:中国信息通信研究院CAICT

通信世界网消息(CWW)光通信技术具有大带宽、低损耗等优势,是现代通信的重要基础。近年来,随着网络强国战略、宽带中国战略、信息网络重大工程等的深入实施,我国光通信产业发展迅速。目前,物联网、VR/AR、高清视频等应用推动数据流量高速增长,电信网络持续升级,5G预商用部署在即,因此,光通信产业发展前景良好,但与此同时,我国光通信器件集中于中低端领域、高端产品受制于人的局面也不容忽视。

一、利好政策出台、电信传输网升级、数据中心建设、新一代技术涌现给我国光通信产业发展带来新的机遇

国家利好政策密集出台,为我国光通信产业发展提供了良好的环境。2016年3月,我国《十三五规划纲要》提出要加快构建高速、移动、安全、泛在的新一代信息基础设施,推进信息网络技术广泛运用,具体包括完善新一代高速光纤网络、构建先进泛在的无线宽带网、加快5G等信息网络新技术开发应用、推进宽带网络提速降费等。2016年12月,发改委、工信部联合发布《信息基础设施重大工程建设三年行动方案》,提出要新建一批高速骨干线路、扩建一批宽带接入网络、升级一批应用基础设施和布局一批海外信息通道,不断提升我国信息基础设施整体水平和支撑能力,到2018年基本建成覆盖城乡、服务便捷、高速畅通、技术先进、安全可控的宽带网络基础设施。2016年12月,工信部发布《信息通信行业发展规划(2016-2020年)》,提出要构建新一代信息通信基础设施,包括推动高速光纤宽带网络跨越发展、基本实现行政村光纤通达、推进超高速大容量光传输技术应用、升级骨干传输网等。

电信传输网持续升级,将有效推动我国光通信产业的快速增长。固网方面,2017年我国超越日韩成为全球FTTH渗透率最高的国家,接入网改造取得阶段性成果,且接入网正在向10G PON升级;网络流量爆发性增长给城域网的承载能力带来巨大挑战,城域网迎来了新一轮升级过程,100G OTN下沉成为趋势;运营商100G骨干网已经展开全面建设,并逐步成为标准配置,在未来将进一步向400G升级。无线网络方面,2017年三大运营商预计新建4G基站67万个,年底将拥有4G基站381万个,此外,我国5G技术研发试验第三阶段工作已经展开,运营商5G网络预商用部署在即,由于5G将启用高频通信,微基站的使用量将大幅增加,据预测5G时代基站部署量将达到4G的两倍以上,而基站通信所需的移动前传网络和移动回传网络都需要大量使用光通信产品。固网和无线网络的升级将大幅提升光纤光缆、光器件等的需求量,从而有力助推我国光通信产业的发展。光纤光缆方面,中国移动2017-2018年带状光缆集采(第一批次)1249万芯公里、蝶形光缆集采(第一批次)337万芯公里,中国联通2017-2018年光缆集采5830万芯公里,中国电信2018年集采引入光缆400万芯公里、室外光缆集采5000万芯公里,而运营商集采是光纤光缆行业发展的重要推动因素。光器件方面,据LightCounting数据显示,2016年全球用于FTTx、移动前传和回传市场的光器件数量超过1.15亿,销售收入达到17亿美元,其中70%的器件部署在我国。

各类新型应用导致网络流量爆发,对数据中心光通信产品提出更大需求。4K/8K高清视频、直播、VR/AR等大带宽应用不断涌现,NB-IOT等技术催生物联网产业二次兴起,海量移动设备的接入导致网络流量呈现持续高速增长态势,据思科预测,2020年全球数据中心流量将增长到每年15.3ZB。流量爆发将有效推动数据中心在网络传输方面的需求,以视频服务提供商为例,为了降低视频延迟以提供更好的用户体验,数据中心必须具有更大的传输带宽和更高的传输速率,为了满足上述要求,需要对现有数据中心进行升级改造或新建更多的数据中心,从而提升了对光通信器件、模块及设备的使用需求。据Synergy Research数据显示,2017年底全球超大规模数据中心数量已经达到390个,其中,美国以44%的份额位居首位,我国以8%的份额位列全球第二,另一方面,据IDC圈数据显示,全球数据中心2012-2017年复合增长率为17.39%,而我国增长率则达到了39.57%,远超国际水平,因此,在高清视频、虚拟增强现实等新应用以及云计算、大数据等新技术的驱动下,我国数据中心产业仍然具有较大的发展空间,从而成为驱动光通信产业发展的重要突破点。

硅光等新一代光通信技术逐步成熟,可能为我国光通信产业发展提供换道超车的机遇。硅光技术自从上世纪60年代提出以来,在大量科研机构、高校和企业的共同努力之下,已逐步从技术探索、技术突破进入今天的集成应用阶段。硅光技术可广泛应用于数据中心、电信传输、高性能计算等众多领域,比如在数据中心,基于硅光子的集成器件具备低成本、大批量生产、低功耗等优势,成为数据中心光网络中最有前景的解决方案。目前,Intel、IBM、Acacia等企业在硅光领域布局超前,推出了数款性能先进的硅光产品,华为、中兴、光迅等国内企业也在加紧硅光产品的研发进程。尽管硅光器件在未来光通信领域中具有诱人的发展前景,但与目前主流的三五族器件相比其性能优势尚未完全体现,且受限于严苛的生产工艺和高昂的封装成本,硅光市场尚未到达井喷期,这也为国内产业界加强技术储备、加紧产品研发提供了有利的窗口期,同时为我国光通信产业换道超车提供了潜在机遇。

二、产业大而不强、产业链发展不均衡成为我国光通信产业必须面对的挑战

近年来,我国光通信产业发展迅速,已经成为全球最大的光通信市场,并涌现出一批全球领先的光系统设备商,2016年,华为、中兴、烽火分别以24.6%、13.5%、6.5%的份额位居全球光网络设备市场的第1、第2和第5位,三家总份额接近全球半数。然而,在光通信市场和系统设备商大放光彩的背后,却隐藏着我国光通信产业大而不强、产业链发展不均衡的尴尬局面。

光通信产业大而不强,产品多集中于中低端。受限于技术等因素,国内光通信企业较多地集中于准入门槛低的中低端领域,比如,2016年我国光纤预制棒产能接近全球的50%,位居世界第一,但另一方面,在技术更加先进并且有可能广泛应用于400G传输系统的超低损耗光纤领域,目前国内仅有长飞公司可以实现量产。

产业链发展不均衡,高端产品严重依赖国外企业。在光器件领域,光迅、海信等国内企业目前仅可以量产10G及以下的有源芯片,25G、100G高速光电子器件几乎全部依赖进口,而在速率更高的400G/1T领域,国外企业已有相应样品展出,但国内尚处于理论设计阶段。高端产品缺失暴露了我国光通信产业发展不平衡的局面,一旦遭受国外限制可能给产业界带来严重的影响。

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