海底光纜專利技術綜述

黎進 王瑩

摘 要：海底光纜是海底通信的主要媒質，是連接世界各大洲，成為國際間通信和實現越洋聯系的重要傳輸媒介，其具有線路傳輸穩定、衰減低、頻帶寬、容量大、中繼距離長、保密性好、重量輕、外徑小等優異的特性，承擔的洲際通信業務量逐年上升，已經超過衛星通信的業務量，成為現代洲際通信的主力。文章以海底光纜的專利申請作為分析對象，基于CPRSABS和DWPI數據庫，通過專利文獻的收集、標引和梳理，分析了該領域申請情況、申請國以及技術分布情況，技術發展路線，為行業發展提供參考。

關鍵詞：海底光纜；光纖；護套

中圖分類號：TN818 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）22-0028-02

Abstract： Submarine optical cables are the main medium for submarine communications， connect all continents of the world， and become an important transmission medium for international communications and the realization of transoceanic links. It has the characteristics of stable transmission line， low attenuation， wide bandwidth， large capacity， long relay distance， good confidentiality， light weight， small outer diameter and so on. The intercontinental communication traffic has been increasing year by year， and has exceeded the traffic volume of satellite communication. To become the mainstay of modern intercontinental communications. Based on the databases of CPRSABS and DWPI， and through the collection， indexing and combing of patent documents， this paper takes the patent application of submarine optical cable as the object of analysis， analyzes the application situation， the country of application， the distribution of technology and the route of technology development in this field， which is based on the databases of CPRSABS and DWPI to provide a reference for the development of the industry.

Keywords： submarine optical cable； optical fiber； sheath

引言

海底光纜（Submarine optical Fiber Cable），又稱海底通信光纜或海纜[1]，是用絕緣材料包裹的導線，鋪設在海底，成為國際間通信和實現越洋聯系的重要傳輸媒介。全世界第一條海底海底光纜在1985年問世，自此，海底光纜的建設在全世界的得到了蓬勃的發展。1988年，在美國與英國、法國之間鋪設了越洋的海底光纜系統，這是第一條跨越大西洋的通信海底光纜；1989年，跨越太平洋的海底光纜也建設成功，從此，遠洋洲際間不再鋪設海底電纜。隨著光纖技術的進步，海底光纜通信也得到了突飛猛進的發展，據不完全統計，截至2016年，全球總計鋪設超過270條海底光纜，總長度近100萬公里，這些光纜承載著95%-99%的國際數據通信[2-5]。

1 海底光纜的專利技術分析

1.1 專利技術分支

為了解和分析海底光纜的發展，針對該主題在專利數據庫和非專利數據庫均進行了檢索，瀏覽了相關專利文獻并參考相關非專利文獻，對海底光纜的技術分支進行分解（參見圖1），數據截止2017年底（包括2017年）。

1.2 海底光纜專利申請量年度分布

本文對2017年之前的海底光纜有關專利申請數量進行了統計分析形成圖2。

從圖2可以看出，在20世紀70年代就已經有海底光纜的國外專利申請；1980年-1990年這是國外海底光纜迅速發展的時期，接下來海底電纜逐步進入海底光纜的時代，由于海底光纜開始大規模敷設，專利申請量較為穩定，再之后隨著摻鉺光纖放大器與波分復用技術的飛速發展，海底光纜在大容量、長距離、無中繼等方面取得突破性進展，于2000年專利申請量達到峰值；2000年之后海底光纜的專利申請量有一定量的減少，這是因為此時海底光纜已經完成主干網絡的建設，海底光纜的技術也較為成熟；但從2005年開始，由于互聯網的興起，帶來了容量需求的問題，海底光纜的專利申請量又開始逐步上升。

我國自上世紀80年代開始了海底光纜的研究，第一條海底光纜是由總參通信部組織并實施敷設于青島某海域，前后歷時5年；但是關于海底光纜的研究直到上世紀90年代還未能全面開展，這是由于我國海底光纜纜芯用的不銹鋼管只能引進，費用昂貴，交貨期長，較大長度的海底光纜生產和使用受到限制；上世紀90年代末，國內建立了一家海底光纜生產的合資企業，開始生產了一定數量的海底光纜，但生產海底光纜的關鍵材料和核心光單元還得從國外運來，生產交貨周期長；中天科技于1999年率先引進不銹鋼管生產線，并于2000年建成投產，成功研發并生產出國內自主知識產權的第一根不銹鋼管光纖單元，從此我國開始了大規模的制造光纜，國內海底光纜的專利申請量也大幅度的增加，同時我國申請主要集中與海底光纜的結構與材料和制備方法及裝置，其中包括較為大量的實用新型，而這些實用新型來自國內眾多的中小型規模的海底光纜制造廠商。

1.3 海底光纜專利申請原創國及目標國分布

技術原創國表征了一個國家在該領域的技術儲備和技術實力，將檢索結果進行人工篩選，分別對優先權字段和公開號字段進行分析，得到其技術原創國和目標國的分布圖（圖3）。從圖3中可以看出，在海底光纜技術領域，日本的申請量稍多于我國，其次是美國和歐洲，日本申請量多的原因在于日本在光纖傳輸及測量方面處于領先地位，而中國則是因為具有大量的光纜制造廠商。目標國表征了一個國家的市場在該領域的重要程度。從圖3可以看到，日本和中國為目標國的專利申請最多，這是因為日本和中國對海洋開發和海島建設都較為重視，海底光纜需求大。

1.4 海底光纜重點專利申請人的分析

通過對申請人字段的分析，得到重點專利申請人的分布情況（如圖4），從圖4中可以看出，主要申請人來自日本和中國，日本的公司主要是日本電信電話，住友電氣，KDDI，古河電氣，藤倉，而進一步統計其分類號可以發現這些申請大多為光纖單元，光纜結構的設計與改進；中國的公司主要是中天科技，江蘇亨通，其中中天科技是國內最早專業化規模化生產海底光纜的公司，而江蘇亨通則涵蓋無中繼、有中繼海底光纜兩大系列；美國的公司主要包括通用電氣，另外還有一些申請量不多但是在海底光纜方面有一定的影響力公司，如貝爾實驗室，阿爾卡特，ITT和國際標準電氣；意大利的PIRELLA CAVI SPA對海底光纜的研究則主要集中在光纜結構的改進。

2 結束語

本文詳細梳理了海底光纜的技術研究情況，通過檢索以及對檢索結果的分析和整理，重點分析了有關海底光纜的重要的申請人，同時也了解了有關海底光纜的主要原創國和專利申請量的變化趨勢，以及經過幾十年的發展，有關海底光纜的結構已經趨于成熟，而我國近幾年在海底光纜的申請量上也大幅度提高，本文通過對海底光纜的技術發展進行梳理，希望對后續的技術開發與專利申請能夠提供指導性意見。

參考文獻：

[1]黃冬梅，賀琪，鄭小羅，等.海洋信息技術與應用[M].上海交通大學出版社，2016，07：12-14.

[2]姬可理，張文軒.海底光纜結構與發展[J].光通信技術，2006（05）.

[3]慕成斌，等.中國光纖光纜30年[M].北京：電子工業出版社，2007.

[4]凌成剛.電線電纜[J].海底光纜的產業發展，2008（02）.

[5]張寧，周學軍.光纖與電纜及其應用技術[J].我國海底光纜的結構、性能及其發展，2009（01）.