光通信2022：沖刺400G，迎新增長周期

  光通信行業(yè)邁入第三輪增長周期。

  日前，全國首批29個千兆城市正式亮相，展現(xiàn)了中國千兆光網(wǎng)建設(shè)的最新成果，而2022年將迎來千兆城市建設(shè)的高峰期。作為千兆城市建設(shè)的重要基礎(chǔ)材料，光纖光纜、光器件等產(chǎn)品將大幅提升，助推光通信行業(yè)邁入第三輪增長周期。

  2021年3月，工信部印發(fā)了《“雙千兆”網(wǎng)絡(luò)協(xié)同發(fā)展行動計劃(2021—2023年)》(以下簡稱《行動計劃》)，對未來三年5G和千兆光網(wǎng)建設(shè)提出了具體的要求。從目前的成績來看，《行動計劃》的第一個階段的目標(biāo)已經(jīng)達(dá)成。據(jù)工信部的數(shù)據(jù)，截至2021年11月底，5G基站超過139.6萬個，5G網(wǎng)絡(luò)持續(xù)向縣城鄉(xiāng)鎮(zhèn)深化覆蓋;支持千兆接入的10G-PON端口規(guī)模達(dá)到720.7萬個，具備覆蓋超過2.6億戶家庭的能力;千兆用戶規(guī)模提升至3389萬戶，比2020年底凈增2746萬戶。

  而與第一階段目標(biāo)相比，《行動計劃》第二階段目標(biāo)要翻一番，即千兆光纖網(wǎng)絡(luò)具備覆蓋4億戶家庭的能力，10G-PON及以上端口規(guī)模超過1000萬個，千兆寬帶用戶突破3000萬戶;5G網(wǎng)絡(luò)基本實現(xiàn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)級以上區(qū)域和重點行政村覆蓋;建成100個千兆城市。這意味著，2022年光纖光纜、光器件的需求量將出現(xiàn)大幅度的增長。而為支撐未來千兆、乃至萬兆規(guī)模的光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，光通信行業(yè)也將在市場需求的推動下，加快下一代新型光通信產(chǎn)品的研發(fā)。

  市場規(guī)模持續(xù)上漲

  光纖光纜、光器件等構(gòu)成了千兆城市建設(shè)的基礎(chǔ)，隨著5G網(wǎng)絡(luò)、千兆光網(wǎng)建設(shè)的深入，中國光纖光纜、光模塊等產(chǎn)品的需求量在未來幾年里將持續(xù)走高。

  光纖光纜方面，據(jù)咨詢機(jī)構(gòu)CRU預(yù)測，2022年中國光纜需求量將達(dá)到2.61億芯公里，同比增長6.5%。到2025年，光纖光纜需求量達(dá)到頂峰，為2.83億芯公里。2021年到2026年中國光纜需求量年復(fù)合平均增長率約為2.9%。

  2021年，中國移動和中國電信相繼啟動了新一輪普通光纜的集采。中國移動此次集采需求量約447.05萬皮長公里，折合1.432億芯公里，較2020年集采量增長20.14%。中國電信的集采量約4300萬芯公里，較2020年實際集采量也有大幅增長。

  光模塊方面，根據(jù)yole預(yù)測，2022年中國光模塊市場規(guī)模有望達(dá)33億元，同比增長22%;2020—2022年中國光模塊市場復(fù)合增速為10.6%，基本與全球光模塊市場增速持平。另據(jù)LightCounting預(yù)計，全球光模塊市場將從2020年的80億美元增加到2026年的145億美元。

  從產(chǎn)業(yè)內(nèi)部技術(shù)迭代周期看，硅光方案逐漸成熟，即將進(jìn)入規(guī)?；虡I(yè)階段。硅光技術(shù)的核心理念是“以光代電”，即采用激光束代替電子信號傳輸數(shù)據(jù)，將光學(xué)器件與電子元件整合至一個獨立的微芯片中。在硅片上用光取代傳統(tǒng)銅線作為信息傳導(dǎo)介質(zhì)，大大提升芯片之間的連接速度。

  根據(jù)Intel的硅光子產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，硅光模塊產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入快速發(fā)展期，2022年，硅光子技術(shù)在每秒峰值速度、能耗、成本方面將全面超越傳統(tǒng)光模塊，這說明硅光技術(shù)越來越成熟，即將進(jìn)入規(guī)模商用階段。

  據(jù)Light Counting預(yù)計，2021—2026年硅光方案市場份額持續(xù)提升，2020年硅光市場規(guī)模大約在 20 億美元左右，預(yù)計到2026年硅光市場規(guī)模將接近80億美元，硅光市場份額有望從25%提升至50%以上。

  值得注意的是，隨著千兆光網(wǎng)建設(shè)的持續(xù)推進(jìn)，10GPON尤其XGS-PON需求持續(xù)強(qiáng)勁。根據(jù)LightCounting預(yù)測，2023年全球PON光模塊市場規(guī)模將接近16億美元，其中10G PON光模塊市場規(guī)模約為12億美元。

  沖刺400G及以上更高速率

  千兆城市的建設(shè)，不僅需要大量的光纖光纜、光器件等基礎(chǔ)材料，而且隨著業(yè)務(wù)與技術(shù)的不斷發(fā)展，光傳輸網(wǎng)絡(luò)正在從100G向400G及以上速率的更高速WDM系統(tǒng)發(fā)展。

  中國聯(lián)通研究院網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究中心總監(jiān)王光全表示，光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向?qū)Ⅲw現(xiàn)在超高速傳輸、新一代光纖、波長級服務(wù)、開放光網(wǎng)絡(luò)、智能光網(wǎng)絡(luò)、泛在光接入。而光纖傳輸技術(shù)的發(fā)展則表現(xiàn)在通信容量發(fā)展和提升容量常用維度上。

  從目前的產(chǎn)業(yè)界發(fā)展趨勢來看，提升光網(wǎng)傳輸速率和容量的焦點主要有兩個，一是積極推動超低衰減大有效面積G.654.E光纖規(guī)模落地，二是推進(jìn)擴(kuò)展波段WDM技術(shù)方案的演進(jìn)。

  在G.654.E光纖方面，王光全認(rèn)為，新建光纜必須考慮400G及更高速率WDM系統(tǒng)的承載需求，G.654.E光纖適合于承載骨干及城域網(wǎng)400G系統(tǒng)傳輸性能，已成為400G及更高速率WDM系統(tǒng)應(yīng)用的主要光纖選擇。

  據(jù)悉，中國聯(lián)通已經(jīng)聯(lián)合產(chǎn)業(yè)伙伴建成全球首個電信運(yùn)營商建設(shè)的陸地G.654.E光纜工程，充分驗證其性能，引領(lǐng)光纖光纜發(fā)展方向;提交多篇ITU文稿，成功推動G.654.E光纖納入200G/400G WDM系統(tǒng)(ITU-T G.698.2)的標(biāo)準(zhǔn)化中。

  在波段擴(kuò)展技術(shù)方面，業(yè)界正在推動從C波段擴(kuò)展向C+L波段擴(kuò)展方向發(fā)展，希望能夠以此進(jìn)一步提升單纖容量。

  中國電信北京研究院院長張成良表示，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)界已經(jīng)規(guī)模商用C波段擴(kuò)展，擴(kuò)展C+L波段會基于擴(kuò)展C波段，繼續(xù)在L波段上進(jìn)行擴(kuò)展。不過，L波段擴(kuò)展方案有多種可能，頻譜窗口的位置和大小還沒完全確定，有待進(jìn)一步研究。

  在100G和100G+時代，擴(kuò)展波段技術(shù)在保證DWDM系統(tǒng)傳輸距離不變的情況下，不斷推動容量翻倍增長。擴(kuò)展C波段為國內(nèi)產(chǎn)業(yè)界提出并推動，目前80波×200G已規(guī)模商用，擴(kuò)展C+L預(yù)期支持下一代速率和系統(tǒng)走向80波×400G。從產(chǎn)業(yè)界研究進(jìn)展情來看，預(yù)計2023—2024年擴(kuò)展C+L波段系統(tǒng)可成熟。

  當(dāng)然，頻譜擴(kuò)展未來還有較大的挖掘空間。比如，S+C+L波段有13THz光纖低損窗口，整個O+E+S+C+L波段可用頻譜帶寬可達(dá)到54THz。但是，擴(kuò)展波段有很多技術(shù)問題需要解決，需要整個產(chǎn)業(yè)界共同推動。

  張成良表示，在光纖光纜方面，需要進(jìn)一步優(yōu)化光纖損耗、截止波長、非線性等性能。在光電器件方面，需要從電層到光層各個關(guān)鍵器件的創(chuàng)新，包括光放、WSS、激光器、調(diào)制器等。

  盡管如此，擴(kuò)展C波段已商用，擴(kuò)展L波段即將成熟，預(yù)計下一個擴(kuò)展熱點為擴(kuò)展O波段。

  在千兆城市建設(shè)的助推下，光通信市場迎來了新的增長周期，與此同時，光通信產(chǎn)業(yè)也正在向更尖端的技術(shù)研究進(jìn)發(fā)，為下一代光通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展蓄力。

  期待2022年的光通信更加精彩。