為5G準備光纖

高超

雖然光纖光纜行業正面臨巨大的挑戰，但可以肯定，這僅僅是暫時的，即將到來的5G時代，將為其帶來更大的價值回報。

英國咨詢機構CRU日前發布的研究報告顯示，2018年全球光纜消費總量超過了5億纖公里，不過同比增速放緩至4%，為2003年以來的最低水平。全球增速放緩的主要原因可以歸結在中國市場，2018年底中國國內需求出現顯著回落。實際上，CRU估算中國去年需求量縮減了1%，而中國以外的所有市場的光纜安裝總量卻在2017年至2018年間增加了10%。

而且雪上加霜的是，CRU在報告中進一步預測，2019年中國光纖光纜市場消費量將再次下滑，該地區市場已經進入轉型期——三大運營商完成了4G和FTTH網絡的大部分工作，而5G建設目前僅限于部分城市進行大規模外場試驗。

不過可喜的是，在日前召開的2019年FTTH亞太大會上，與會的產業鏈代表普遍認為，這一“困境”是暫時的，隨著5G建設在全球同步展開，光纖光纜市場消費量將會放量增長，特別是在中國，5G將是未來幾年內光纖需求增長的重要推手。而這個時間點，業界普遍認為是2021年前后。

在當前的亞太及全球市場，FTTH光纖寬帶覆蓋率不斷提升，5G在中國與全球市場亦開始進入建設階段，這使得智慧城市、智能汽車、移動物聯網、虛擬現實等新興技術正逐步走入人們的生活，一個萬物互聯的時代呼之欲出。長飛光纖光纜股份有限公司總裁莊丹在大會致辭中表示，未來互聯網發展需要更加穩定強大的網絡支持，而高品質的光纖光纜，是構建強健基礎網絡的必備條件。

5G拉動光纖需求增長

與4G網絡相比，5G網絡因其頻率更高，單一基站所覆蓋的面積減小，進而需要更多的基站來獲得與4G網絡同等的覆蓋范圍。

據工信部公布的數據，截至2018年底，中國4G基站數達395.8萬個，4G網絡規模位居全球首位，深度覆蓋城市和鄉村。而業內專家普遍認為，5G網絡所需基站數將是4G的1.5～2倍，這意味著中國未來所需5G基站約800萬個。

眾所周知，基站是由光纖網絡接入城域網，乃至骨干網的，因此更多的基站意味著需要更多的光纖。而目前在5G網絡建設規劃中，5G前傳所需求的光纖光纜數量占比是最大的，原因就在于5G基站數量更多，組網密度更高。

在大會上，中國移動設計院有線所所長、教授級高級工程師高軍詩指出，4G時代D-RAN建站模式（遠期來看）已不再適合5G的大規模超密集天線部署需求，因此C-RAN組網將成為5G無線接入網的主要架構。而C-RAN模式主要的特點在于允許AAU按需拉遠，且考慮到建設成本和施工條件，光纖直驅方案可能是應用最為廣泛的建設方式，對光纖的需求將更大。

不僅是5G前傳，5G應用同樣是光纖需求上升的重要推手，智慧城市就是其中之一。

中國聯通網絡技術研究院網絡技術研究部主任、教授級高級工程師王光全表示，智慧城市對電信網提出了新的要求。首先，面向智慧城市的電信網絡是連接整個城市系統無線/有線傳感器的網絡，為智慧城市的電網/能源、交通、安防等方面提供直接的解決方案。其次，面向城市中的各種垂直行業應用不僅提出了無線接入需求，也提出了移動邊緣計算的需求，包括光纖、機房在內的電信基礎設施已成為智慧城市承載的基礎。最后，面向家庭的智慧城市應用的AR/VR等各種視頻業務對固定接入也提出了更高的要求。

智慧城市是一個覆蓋很廣的概念，同時所要接入網絡的設備數量也會增加，這就意味著需求更多的光纖光纜。

5G對光纖性能要求更高

除了促進光纖光纜需求量增長之外，5G網絡需要低時延、大帶寬支持，因而對光纖性能也提出了較高的要求。

為此，長飛光纖光纜股份有限公司首席光纖科學家Raadjkoermar Matai在演講中，對光纖預制棒、拉制技術等從不同角度進行了詳細的闡述。

第一，光纖預制棒尺寸將發生較大的變化。Matai指出，1980年預制棒直徑是5～7毫米，能夠拉制600～900米長的光纖。大約在2002年前后，市場環境的變化迫使光纖生產行業開發新一代光棒，其直徑從80毫米增至150毫米，目前達到了214毫米，能拉制8500公里長的光纖。未來光棒直徑將提升至220毫米，拉制光纖長度將超過10000公里。

第二，拉制技術得到進一步改進。主要表現為：一、生產直徑為230毫米預制棒的拉絲爐設計和工藝已準備就緒;二、采用低碳工藝可提高拉拔速度，目標為3500米/分鐘;三、開發UV-LED技術減少電力成本及簡化電信塔設計;四、采用低模量一次涂膜低微彎拉拔工藝;五、采用高Nd拉拔工藝、特殊涂覆配方延長線纜使用壽命;六、設計最佳的拉拔環境，提升拉拔防斷的能力;七、設計并采用低損耗拉拔工藝。

第三，繼續降低光纖產品的衰減系數。Matai認為，超低衰減光纖能有效降低網絡建設成本。據估計，衰減系數每降低0.005dB/km的，將使每鉆頭成本降低4%～6%。

據介紹，目前采用PCVD技術制造的摻鍺光纖在1550nm附近的光衰減系數能達到0.175dB/km，到2020年有望降低至0.165dB/km。

第四，能夠促進新一代通信光纖產品問世。目前運營商采用的全網絡解決方案分為海底光纜系統、骨干網、城域網、接入網、FTTx等多種，其所使用的光纖類型也不相同，比如G.654、G.652.D、G657等。未來，對超低衰減大有效面積光纖（ULL-G.654）、縮小尺寸的彎曲不敏感光纖、高光纖密度的電纜等線纜的需求會有一定增長。此外，多芯光纖（MCF）、少模光纖（FMF）也有一定的需求。不過，Matai指出，用于電信應用的MCF和FMF實現商業化可能需要5～7年。如果光纖消費出現激增或光纖價格減少50%或更多，則需要考慮其他新的光纖光纜生產技術。

第五，新一代特種光纖也將出現。盡管特種光纖的需求量要遠遠少于普通光纖，但是在一些特殊領域，特種光纖能夠表現出比普通光纖更高的性能。

顯而易見，在5G萬物互聯的推動下，互聯網的速度和帶寬需求正在強勁增長，從而促進光纖光纜的需求快速增長。從另一方面考慮，目前的市場低迷將推動該行業通過智能制造等新技術手段進一步削減成本。最為重要的是，中國擁有足夠的產能、新一代技術和產品，已經為5G需求做好了充分準備，只欠東風。