同星光電CTO：光纖現(xiàn)場連接器面臨的危機

        今日訊石收到浙江同星光電科技有限公司CTO 何在新發(fā)來特稿，與大家分享：

        2011年，是我國的FTTH建設(shè)大年。光纜使用量占據(jù)全球60%，現(xiàn)場連接器占到全球使用量的70%，保守估計全國成端使用量達(dá)到2000萬只。作為處于物理光網(wǎng)絡(luò)的最后一個連接節(jié)點，現(xiàn)場連接器業(yè)已成為主流成端技術(shù)。福耶？禍耶？一時我們還難下定論，但可以肯定的是：這個帶有一定技術(shù)門檻，但技術(shù)領(lǐng)域又相對單一（機械）的新興子領(lǐng)域，近兩年來可謂招蜂引蝶，稍有嗅覺的小資本紛紛蜂擁而至。但風(fēng)險也是“隨風(fēng)潛入夜”，為我國的FTTH網(wǎng)絡(luò)帶來無窮的隱患，無聲地布下地雷陣。

　　非預(yù)置光纖現(xiàn)場連接器大行其道原因何在？

　　最讓光通信行業(yè)者覺得不可思議的是，所謂非預(yù)置型現(xiàn)場連接器（俗稱直通型現(xiàn)場連接器）居然進(jìn)入我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)！在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中更是大行其道，究其原因，有以下兩點：

　　首要原因在于國內(nèi)廠家的認(rèn)識局限，我們研究光連接器的歷史發(fā)現(xiàn)，我國從來就沒有一個光連接器的真正發(fā)明，光連接器從70年代愛立信的熔接到法國人發(fā)明機械V槽連接，到80年代日本NTT突破性的FCSC連接器，再到國際上已處于主導(dǎo)的美國LUCENT發(fā)明的LC連接器，均未見我國身影。光連接器本質(zhì)還是一個光學(xué)器件，我國廠家長期定位在生產(chǎn)組裝，導(dǎo)致廠家潛意識里認(rèn)為光連接器是個純機械產(chǎn)品。

　　大家耳熟能詳?shù)墓膺B接器的插損和回?fù)p竟然在我國業(yè)內(nèi)理解不深入，不全面，特別是回波損耗更是被人忽視。國內(nèi)現(xiàn)場連接器的設(shè)計和生產(chǎn)廠家意識不到回波損耗的意義，直接導(dǎo)致“無視”回波損耗，甚至為企業(yè)之利，攻擊預(yù)置型現(xiàn)場連接器用于折射率補充的技術(shù)。

　　我國現(xiàn)場連接器和冷接子研發(fā)歷程，國內(nèi)最早從事現(xiàn)場連接器研發(fā)的是武漢郵電科學(xué)院然后是南京普天和同星光電，它們早期均受困于國內(nèi)基礎(chǔ)工業(yè)，材料和亞微米機械加工技術(shù)，研發(fā)進(jìn)度緩慢；國內(nèi)部分小機械廠家在和這些公司合作工作中，捕獲到市場信息，直接跳過技術(shù)瓶頸—預(yù)置光纖和工程光纖在V槽中的對接，開發(fā)出“非預(yù)置”現(xiàn)場連接器。非預(yù)置就是將光纖直接穿越連接器，在陶瓷端面對齊，然后壓緊光纖。

　　“非預(yù)置”現(xiàn)場連接器的本質(zhì)就是一個被運維使用了數(shù)十年的裸纖適配器，其技術(shù)本質(zhì)就是利用陶瓷插芯的高精密內(nèi)孔來限位光纖，這種利用陶瓷插芯來限位光纖的技術(shù)絕對是多快好省的技術(shù)，但有幾個問題無法規(guī)避：

　　光纖在陶瓷插芯中沒有固定，（常規(guī)的尾跳纖，光纖是被用膠固化在插芯中的）這勢必導(dǎo)致光纖有微小的自由度，這如何保證要求光纖的穩(wěn)定對中呢？

　　端面沒有研磨，光纖對中要求的機械幾何尺寸沒有保證，就是我們平常所說的3D指標(biāo)沒有保證，單純依靠切割刀切割的光纖端面無法保證光纖耦合效率。

　　回波無保證，切割的光纖端面會極大增加的菲涅爾反射，使通訊線路中的回波損耗增大上萬倍，嚴(yán)重影響到光端機激光器的發(fā)射信號，損害通訊質(zhì)量，降低網(wǎng)絡(luò)覆蓋距離。

　　非預(yù)置光纖現(xiàn)場連接器是在光學(xué)原理都沒弄清楚的情況下，利用關(guān)注度不對稱，忽悠了全國運營商。

　　非預(yù)置光纖現(xiàn)場連接器在國內(nèi)大行其道的第二個重要原因在于運營商對CAPEX的過度關(guān)注，加上項目建設(shè)的緊迫性，對處于PON網(wǎng)絡(luò)中重要的現(xiàn)場連接器甄選不嚴(yán)，重視不夠；發(fā)達(dá)主流國家采用的預(yù)置光纖來連接器，性能優(yōu)異，但成本過高，運營商為降低CAPEX急需大量采用低成本的現(xiàn)場連接器。歷史的機遇給了非預(yù)置型現(xiàn)場連接器這個黃金般得窗口。單這種忽略處于下級OPEX的建設(shè)模式，最終會導(dǎo)致很高中國FTTH運營成本。

　　根據(jù)在工信部質(zhì)檢中心實際檢測及各地運營商招標(biāo)測試及實際應(yīng)用情況，出現(xiàn)質(zhì)量問題的較多的產(chǎn)品就有光纖現(xiàn)場連接器。中國電信科技委主任韋樂平曾表示：“本以為FTTH能節(jié)省維護(hù)成本，誰知OPEX不降反升。現(xiàn)在看來,中國電信的FTTH質(zhì)量問題太多，而且極大部分問題都出在ODN上。”

　　我國現(xiàn)場連接器綜合風(fēng)險分析

　　事實上，我國現(xiàn)場連接器的問題不僅僅是錯誤的選擇了非預(yù)置光纖現(xiàn)場連接器的問題，近年各廠家陸續(xù)推出的預(yù)置光纖現(xiàn)場連接器的問題也不少。

　　首先，產(chǎn)品性能參差不齊故障率高，故障率高的根本原因在于現(xiàn)場連接器的核心V槽精度不要導(dǎo)致，雖然我國各生產(chǎn)廠家陸陸續(xù)續(xù)學(xué)習(xí)到美國日本V槽的材料和機械成型技術(shù)，并掌握和核心的工藝技術(shù)，但依然不能像日本住友等廠家研發(fā)自己的V槽材料和成型零件的注塑設(shè)備的深度，市面常規(guī)的材料和成型設(shè)備是0.01mm米級的設(shè)備，在制造亞微米級別的的V槽零件時，是無法保證批量的穩(wěn)定性的。這種不穩(wěn)定性注定現(xiàn)場連接器在工程網(wǎng)絡(luò)中的高故障率。

　　其次，使用壽命短，可靠性低。國內(nèi)V槽均采用了塑料材料，普通的塑料材料的蠕變特性和吸水性都將在時間軸上反映出V槽尺寸的變化，這種變化將累計應(yīng)力，改變光纖對中耦合，使光學(xué)性能異化。所以筆者在日本參觀拜訪時，發(fā)現(xiàn)他們最關(guān)注現(xiàn)場連接器的是材料可靠性，對V槽零件的塑料材料的研究是現(xiàn)場連接器的核心。網(wǎng)絡(luò)管道是運營商最重要的資產(chǎn)，NTT明白現(xiàn)場連接器可靠性和壽命的重要型，對基礎(chǔ)材料的驗證性研究的極端重視就不難理解。

　　損耗大，縮短覆蓋距離?，F(xiàn)場連接器的“營銷數(shù)據(jù)實驗數(shù)據(jù)廠家自測數(shù)據(jù)工程數(shù)據(jù)”相差懸殊，現(xiàn)場連接器的名稱里就要“現(xiàn)場”兩字，所以工程數(shù)據(jù)是我們考核的標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)實是我國的現(xiàn)場連接器工程數(shù)據(jù)很差，很多達(dá)到了1dB以上，嚴(yán)重的縮短了PON的傳輸距離，增大了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。

　　再次，有標(biāo)準(zhǔn)沒規(guī)范，沒定義到快接真正的內(nèi)涵，工程性定義太少，導(dǎo)致運營商工程困難，操作很難統(tǒng)一規(guī)范。

　　我國對信息面板制定規(guī)范時，時間局促，對采用86標(biāo)準(zhǔn)有稍許不完善的地方。美國和日本都有鑒于光纖彎曲的特殊性，采用了與電（強電和弱點）不同的規(guī)范，我國FTTH和電信息插座采用了和電相同的86標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致現(xiàn)場連接器在皮線上成端后，盤存空間異常局促，很難保證有一個合理的彎曲半徑，加上我國皮線所用的塑料材料較差，將很難保證現(xiàn)場連接器皮纜的30年使用壽命，給FTTH帶來質(zhì)量隱患。

　　(三)適應(yīng)PON技術(shù)演進(jìn)的現(xiàn)場連接器技術(shù)

　　1、現(xiàn)有PON不能滿足未來對帶寬的需求，EPONGPON僅僅能提供2G的帶寬，未來三網(wǎng)融合帶來的IPTVHDTV大型互聯(lián)網(wǎng)游戲以及物聯(lián)網(wǎng)的接入，光傳感光網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控……帶寬需求每5年將增加一個量級。根據(jù)中期預(yù)測，每戶帶寬將達(dá)到100M。代表下一代PON的接入技術(shù)的WDM-PONNGPON的運用會增加。

　　2 、下一代PON的演進(jìn)呈現(xiàn)四個特點：

　　高速率，10G甚至更高；

　　大分光比1:1281:256的分路器將用于PON網(wǎng)絡(luò)中；

　　多波長，WDM-PON的介入，將會在PON中引入波分的器件。

　　我們知道網(wǎng)絡(luò)的“云管端”的觀念，其中“管”是運營商最寶貴的資源，管道很難建設(shè)，這涉及到市政街道城管物業(yè)住戶多層級的交涉溝通；也涉及到光纜無源器件配線架等多個類型的廠家供應(yīng)；還涉及到復(fù)雜的工程設(shè)計規(guī)劃和施工，是運營商最頭疼的問題。兩端設(shè)備容易建設(shè)，特別是局端設(shè)備升級更換很容易。

　　3 、下一代PON的演進(jìn)對現(xiàn)場連接器的要求

　　支持PON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的演進(jìn)， 要求更高的穩(wěn)定性和壽命，現(xiàn)場連接器處于PON網(wǎng)絡(luò)管段的最末端，最分散，量卻是最大，是管道建設(shè)中的難點，下一代PON的演進(jìn)要求網(wǎng)絡(luò)管道能平滑過渡，特別是處于網(wǎng)絡(luò)末梢的現(xiàn)場連接器不能更換，否則將帶來最大的工程施工點。

　　更低的損耗，PON網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)對大分光比分路器的導(dǎo)入和AWG的使用，將是PON功率預(yù)算更一步精確，功率預(yù)算更緊張，現(xiàn)場連接器必須提供更低的損耗。

　　回波損耗要求將放到更重要的位置，PON網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)的推動在于提供更多服務(wù)更完美的用戶體驗，無論是HDTV還是在線大型游戲都需要高拼字的視頻業(yè)務(wù)。回波損耗恰恰是影響視頻業(yè)務(wù)的主因。可以預(yù)見，非預(yù)置型現(xiàn)場連接器將在下一代PON的演進(jìn)中無發(fā)承擔(dān)性能的要求。

　　防護(hù)要求的增加，這如同E2000發(fā)明的使命一樣，為應(yīng)對高功率傳輸，特別設(shè)計高清潔密封的設(shè)計，現(xiàn)場連接器使用的場景更為多樣化，環(huán)境更為惡劣，加上預(yù)置光纖采用的折射率補償凝固膠對純凈度得要求，未來的PON網(wǎng)絡(luò)對現(xiàn)場連接器的防護(hù)要求會越來越高。

　?。ㄋ模?yīng)對現(xiàn)場連接器危機的策略

　　通過我國現(xiàn)場連接器的危機分析，以及PON技術(shù)演進(jìn)對現(xiàn)場連接器的要求，我們應(yīng)對現(xiàn)場連接器危機的策略變得清晰起來。幸運的是，國內(nèi)部分廠家如上海同星南京普天深圳日海開始系統(tǒng)思考應(yīng)對我國現(xiàn)場連接器危機應(yīng)對策略。

　　1 、對操作，工具進(jìn)行規(guī)范，加入操作規(guī)范的定義，清晰工程界面。

　　2 、從對簡單表征光學(xué)因子的關(guān)注轉(zhuǎn)移到對可靠性的關(guān)注，特別是產(chǎn)品壽命試驗的要求。

　　3 、多種接入技術(shù)的引入。毛謙在面對我國現(xiàn)場連接器的亂局時講過：“快速連接器作為一種應(yīng)急搶修的措施，不失為快速部署的手段;但考慮到復(fù)雜的施工環(huán)境條件要求，運營商應(yīng)該因地制宜地考慮多種工程手段。”

　　

                                                                          到戶光纜成端技術(shù)對比 



　　從上表可以看出，不同入戶光纜成端技術(shù)中，預(yù)置光纖現(xiàn)場連接器和皮線尾纜是最佳的技術(shù)選擇，單皮線尾纜存在浪費光纜的致命缺點，給國家資源帶來無法解釋的浪費，大規(guī)模采用將背負(fù)歷史的壓力。當(dāng)FTTH用戶密度較低，如鄉(xiāng)村和別墅區(qū)，浪費光纜相對不集中的區(qū)域，有一定的市場空間。

　　熔接型現(xiàn)場連接器性能優(yōu)異，但處理熔接后的光纖保護(hù)問題一直很困難，對操作規(guī)范要求很高，這又恰恰是我國的弱項，估計大規(guī)模推廣很困難，但在解決高端客戶的高性能需求時可有用戶之地。

　　毫無疑問，在當(dāng)前可預(yù)期的時間內(nèi)，預(yù)置光纖型現(xiàn)場連接器是FTTH最佳的光纜成端技術(shù)，性能操作成本最為平衡的一種技術(shù)，這也是為何美國康寧銷售5000萬只預(yù)置光纖型現(xiàn)場連接器的原因所在，是美國日本等發(fā)達(dá)國家基本在主推的技術(shù)方案。

　　為應(yīng)對PON的技術(shù)演進(jìn)，滿足未來高速率多業(yè)務(wù)需求，必須提高快接的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，特別是回波損耗和光纖端面幾何尺寸的標(biāo)準(zhǔn)，通過標(biāo)準(zhǔn)篩選掉不成熟和落后的技術(shù)，為我國網(wǎng)絡(luò)管道建設(shè)打下夯實的基礎(chǔ)。


　　本文作者簡介：

　　何在新 浙江同星光電科技有限公司CTO

　　曾在美國Ligtel任職高級光學(xué)工程，在Wavesplitter 任客戶技術(shù)服務(wù)經(jīng)理和中國區(qū)總經(jīng)理，擁有10 年光通訊產(chǎn)品研發(fā)和制造經(jīng)驗，曾領(lǐng)導(dǎo)和參加多項有源及無源微光學(xué)產(chǎn)品研發(fā)項目，目前任浙江同星光電科技有限公司CTO，專注在FTTH 和數(shù)據(jù)中心應(yīng)用和新產(chǎn)品領(lǐng)域市場和研發(fā)。

　　同星光電科技現(xiàn)場光連接技術(shù)成果：

　　在國內(nèi)最早推出預(yù)埋式現(xiàn)場光連接專利產(chǎn)品，擁有現(xiàn)場光連接技術(shù)高精度機械加工V型槽組件的核心技術(shù)

　　擁有多項自主知識產(chǎn)權(quán)和專利。包括光纖機械接續(xù)子和現(xiàn)場成端機械連接器的核心技術(shù)

　　已在浙江和上海形成全球最大規(guī)?；墓饫w現(xiàn)場光連接的生產(chǎn)基地，月產(chǎn)能60萬通道數(shù)

　　擁有獨立自主生產(chǎn)MPO及相關(guān)的多通道光連接器核心技術(shù)