全球FTTH大發(fā)展下的國內(nèi)PLC產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

訊石光通訊網(wǎng) 2008/1/29 9:10:24
    1.國外FTTH發(fā)展現(xiàn)狀
 
    光纖通信在經(jīng)歷了2000年的高峰期和之后大約三年的蕭條期之后，因FTTH的發(fā)展，迎來了行業(yè)的第二個春天。光纖通信網(wǎng)分骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)和接入網(wǎng)三級，F(xiàn)TTH隸屬其中的接入網(wǎng)部分，在面對終端用戶的“最后一公里”解決方案中，F(xiàn)TTH被認(rèn)為是最好的解決方案，可以全面融合傳統(tǒng)語音、數(shù)據(jù)、CATV、高清IPTV等幾乎所有接入業(yè)務(wù)。
 
    基于PON技術(shù)的FTTH已經(jīng)被提出十年，并于2004年首先在日本進(jìn)入快速發(fā)展階段，隨后在韓國和北美開始大規(guī)模的部署，歐洲的部分國家也已啟動FTTH建設(shè)。截至2007年9月底，日本的FTTH用戶數(shù)已經(jīng)達(dá)到1050萬，成為僅次于ADSL的寬帶接入技術(shù)，并將在未來的幾個月內(nèi)成為第一。FTTH在韓國的應(yīng)用規(guī)模僅次于日本，截至2007年2月，用戶數(shù)已經(jīng)達(dá)到370萬，普及率約為26%，預(yù)計到2010年普及率將超過70%。美國是當(dāng)前FTTH建設(shè)的全球聚焦點，截至2007年9月底，用戶數(shù)已達(dá)214萬，較2006年增長112%。受網(wǎng)絡(luò)開放政策的制約，歐洲對FTTH的反應(yīng)一直很冷淡，截至2005年6月，歐盟18國僅有65萬FTTB用戶，覆蓋了251萬個家庭/建筑，但是在帶寬需求的驅(qū)動下，也在近兩年啟動了FTTH的研究和部署，走在前列的是意大利、瑞典和法國等。
 
    2.國內(nèi)FTTH發(fā)展現(xiàn)狀
 
    國內(nèi)的FTTH試點在2005年開始，烽火通信與武漢電信合作建設(shè)了中國第一個FTTH商用工程—武漢紫菘花園小區(qū)FTTH工程，到目前為止，F(xiàn)TTH試點工程已經(jīng)在全國遍地開花，但是這些試點工程僅限于高檔小區(qū)和辦公樓，用戶數(shù)只有10多萬。
 
    影響國內(nèi)FTTH發(fā)展的主要因素有三個：
 
    第一是成本因素，在國外部署FTTH，設(shè)備成本僅占25%左右，而人工成本占幾乎一半；在國內(nèi)部署FTTH，人工成本會少很多，采用成本和帶寬折中的FTTB+LAN方案，每戶的接入成本已經(jīng)降到2000元，仍然遠(yuǎn)高于目前的ADSL接入。而目前最消耗帶寬的P2P應(yīng)用，并不能給網(wǎng)絡(luò)運營商帶來高收益，這在一定程度上挫傷了他們推動FTTH的積極性。
 
    第二是政策因素，F(xiàn)TTH發(fā)展的最大驅(qū)動力是帶寬需求，而其中的殺手級應(yīng)用是IPTV，由于國家對網(wǎng)絡(luò)視頻仍存在一些政策約束，這在一定程度上抑制了帶寬需求的增長。
 
    第三是產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)問題，F(xiàn)TTH提供的寬帶接入，最終是為了滿足用戶日益增長的信息需求，其中被稱為帶寬殺手的IPTV業(yè)務(wù)，其版權(quán)屬于廣電系統(tǒng)，而位于信息產(chǎn)業(yè)鏈頂端的網(wǎng)絡(luò)運營商，長期處于強(qiáng)勢地位，不甘偏居網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的承載方，必然存在網(wǎng)絡(luò)運營商與廣電系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)和利益分配問題。
 
    雖然存在以上不利因素，國內(nèi)運營商仍然在大力推動FTTH，因為：
 
    第一，傳統(tǒng)的語音業(yè)務(wù)已經(jīng)充分發(fā)展，很難再有增長，寬帶接入是固網(wǎng)運營商業(yè)務(wù)中的亮點，目前的ADSL對帶寬的挖掘也似乎走到了盡頭，而FTTH最有希望實現(xiàn)三網(wǎng)融合，產(chǎn)生新的業(yè)務(wù)增長點。
 
    第二，國際銅原料價格大幅上漲，而光纖價格大幅下跌，已經(jīng)降到80元/公里，“銅退光進(jìn)”是大勢所趨。
 
    第三，目前的FTTH接入成本已經(jīng)降到每戶2000元，與早期的ADSL接入成本相仿，已經(jīng)初步具備了大規(guī)模部署的基礎(chǔ)，而規(guī)模效應(yīng)又會促進(jìn)成本的進(jìn)一步下降，在成本與應(yīng)用這個“雞生蛋，蛋生雞”的怪圈中，只有邁出第一步，才有可能進(jìn)入良性循環(huán)。
 
    2007年8月，中國電信完成了對4萬線EPON設(shè)備的集中采購；2007年11月8日，中國網(wǎng)通宣布將在未來3-5年內(nèi)投資150億元進(jìn)行大規(guī)模的“銅退光進(jìn)”工程。預(yù)計到2008年底，國內(nèi)FTTH用戶將突破百萬大關(guān)；到2010年，將產(chǎn)生井噴效應(yīng)，進(jìn)入大發(fā)展階段
 
    3.FTTH發(fā)展與PLC產(chǎn)業(yè)
 
    全光通信網(wǎng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示，用戶的帶寬需求驅(qū)動FTTH的發(fā)展，而FTTH的發(fā)展又為新的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)提供良好的平臺，網(wǎng)絡(luò)信息流量迅速增長，促進(jìn)城域網(wǎng)和接入網(wǎng)大發(fā)展?；赑LC技術(shù)的AWG，其傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域是廣域網(wǎng)（即長途網(wǎng)），為了滿足FTTH引發(fā)的新一輪的帶寬需求，AWG已經(jīng)被引入到城域網(wǎng)建設(shè)中，在GPON和EPON之外，已有許多公司和研究機(jī)構(gòu)對WDM-PON展開研究并推出相應(yīng)產(chǎn)品線，其中的核心器件就是大通道數(shù)（32、40和48通道）的AWG器件。
 
    從圖1還可以看到，F(xiàn)TTH網(wǎng)絡(luò)中的核心光器件是分路器，實現(xiàn)從局端到用戶的1×N連接。日本早期的FTTH建設(shè)中，以1×16分路器為主；而EPON標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.3ah中規(guī)定的端口數(shù)為1×32，美國的FTTH建設(shè)，即以1×32端口為主；具有更高傳輸效率的GPON，其標(biāo)準(zhǔn)ITU-T G.984中規(guī)定的端口數(shù)為1×32和1×64，并在規(guī)劃1×128端口數(shù)。
 

    FTTH在全球的大發(fā)展，使基于PLC技術(shù)的AWG和分路器的市場需求迅速增長。

圖1. 全光通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)
 
    4.國內(nèi)PLC產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
 

    基于PLC技術(shù)的光器件結(jié)構(gòu)和封裝形式如圖2所示，其生產(chǎn)鏈可分為三個主要環(huán)節(jié)：PLC芯片、光纖陣列和器件封裝。

圖2. PLC器件結(jié)構(gòu)和封裝形式
 
    1)PLC芯片
 
    AWG芯片主要以硅基二氧化硅光波導(dǎo)制作，而分路器芯片可以在硅基二氧化硅波導(dǎo)或者玻璃波導(dǎo)上制作，后者因設(shè)備成本低和耦合損耗小的優(yōu)點，占領(lǐng)了絕大部分分路器市場。
 
    目前國內(nèi)已有兩條硅基二氧化硅光波導(dǎo)工藝線，分別屬于中科院北京半導(dǎo)體研究所和武漢光訊公司，后者的工藝線已經(jīng)正常運轉(zhuǎn)，對國內(nèi)科研院所提供了一些研究用途的PLC芯片代工服務(wù)，而其自主設(shè)計的AWG芯片也正在商品化過程中。但是，到目前為止，國內(nèi)企業(yè)尚無產(chǎn)品化的AWG芯片推出，均為進(jìn)口芯片進(jìn)行封裝。國外主要的AWG器件供應(yīng)商有NTT Electronics、Hitachi Cable、NeoPhotonics、JDS Uniphase、Ignis Photonyx、Avanex等公司。
 
    對于玻璃波導(dǎo)，國內(nèi)已有多家科研院所進(jìn)行研究，其中浙江大學(xué)的王明華教授與南方通信集團(tuán)進(jìn)行合作，其研究的基于離子交換光波導(dǎo)的分路器最接近實用化。但是，到目前為止，國內(nèi)企業(yè)也都是進(jìn)口芯片進(jìn)行封裝。國外主要的分路器芯片供應(yīng)商有法國Teem、韓國Wooriro、PPI和美國ANDevices等公司，前三家采用玻璃波導(dǎo)，后一家采用硅基二氧化硅波導(dǎo)，以色列ColorChip公司曾經(jīng)供應(yīng)基于玻璃波導(dǎo)的分路器芯片，后來開始自己封裝，因此不再出售芯片。
 
    2)光纖陣列
 
    不同于PLC芯片，光纖陣列屬于勞動密集型產(chǎn)品，其生產(chǎn)環(huán)節(jié)正在逐步向國內(nèi)轉(zhuǎn)移，如日本公司出售的光纖陣列，很多都是由國內(nèi)OEM工廠代工的，或者直接在國內(nèi)設(shè)廠生產(chǎn)。國內(nèi)的光纖陣列供應(yīng)商有上海博創(chuàng)、深圳富創(chuàng)、東莞東源、中山波諾威、中山奧康、泰科光纖等公司。
 
    光纖陣列中的關(guān)鍵技術(shù)有兩個：高精度的V型槽和高可靠性的膠水。高精度的V型槽一般采用石英玻璃材料，通過機(jī)械精加工制作，能夠自行生產(chǎn)V型槽的國內(nèi)公司有深圳富創(chuàng)、東莞東源和浙江同星等公司，國外主要供應(yīng)商有日本Hataken和AIDI等公司。武漢海博光技術(shù)有限公司開發(fā)了一種高精度的U型槽，采用自主知識產(chǎn)權(quán)的刻蝕工藝制作，在通道數(shù)較大時具有精度和成本優(yōu)勢。AWG和分路器中往往需要一個單通道的光纖陣列，深圳邁特諾公司開發(fā)了一種方形毛細(xì)管，使得單通道光纖陣列的制作如光纖頭一樣容易。用于光纖陣列的膠水應(yīng)具有耐高溫高濕特性，而且需要足夠的硬度以便于光纖陣列的端面研磨，日本NTT-¬AT公司針對光纖陣列的封裝開發(fā)了系列膠水。
 
    3)器件封裝
 
    與光纖陣列相比，PLC器件封裝的勞動力成本相對較低，但是也屬于勞動密集型工作，其生產(chǎn)環(huán)節(jié)也在逐步向國內(nèi)轉(zhuǎn)移。國內(nèi)從事PLC器件封裝的公司有上海博創(chuàng)、深圳富創(chuàng)、中山波諾威、中山奧康、東莞東源、東莞新科、武漢光訊、珠海隆宇、上海美弗信、無錫愛沃富等，另外，有不下10家公司正在籌備PLC器件封裝項目。
 

    PLC器件封裝中的關(guān)鍵技術(shù)有兩個：高精度的PLC自動對準(zhǔn)系統(tǒng)和高可靠性的膠水。用于PLC器件對準(zhǔn)的調(diào)節(jié)架，應(yīng)具有六個調(diào)節(jié)維度，精度要求為亞微米級，日本駿河精機(jī)（Suruga）最早推出這種六維自動對準(zhǔn)系統(tǒng)，加上用于功率監(jiān)控的光源、功率計，用于監(jiān)視的冷光源、CCD、監(jiān)視器和用于封裝的點膠機(jī)、UV光源等輔助設(shè)備，一套設(shè)備的投資約為人民幣160萬元。日本久下精機(jī)（Kuge）也在最近推出一套PLC器件自動對準(zhǔn)系統(tǒng)，如圖3所示。一套自動對準(zhǔn)系統(tǒng)，以每日八小時計，月產(chǎn)能大約為500只。

圖3. 久下精機(jī)的PLC器件自動對準(zhǔn)系統(tǒng)
 
    不同于傳統(tǒng)光無源器件中膠水，用于PLC器件封裝的膠水，存在于光纖陣列和PLC芯片之間的光路中，因此必須是膨脹系數(shù)和折射率均匹配較好的，而且具有很好的耐高溫高濕特性，日本NTT¬-AT公司也針對性的開發(fā)了系列膠水。
 
    5.對國內(nèi)PLC產(chǎn)業(yè)的一些思考
 
    國內(nèi)FTTH市場尚處于試點階段，大規(guī)模的部署尚需時日，而國外市場對可靠性的要求較高，因此除少數(shù)公司已經(jīng)將產(chǎn)品推向國際市場，多數(shù)國內(nèi)廠商在PLC項目上還比較保守，僅僅停留在技術(shù)儲備階段，如收集相關(guān)技術(shù)資料，了解設(shè)備和原材料渠道，等等。整體來說，國內(nèi)PLC產(chǎn)業(yè)尚處于起步階段。
 
    開發(fā)AWG芯片需要大規(guī)模的設(shè)備投資，一般公司難以承受，而武漢光訊現(xiàn)有一條4寸硅片的PLC工藝線，希望他們能夠早日開發(fā)出商品化的AWG芯片。分路器芯片需要長期的技術(shù)積累和工藝經(jīng)驗，希望在這個項目上投入多年的王明華教授和南方通信集團(tuán)能夠早日推出實用產(chǎn)品。
 
    光纖陣列對膠水的工藝要求很高，而其中所用V型槽和膠水價格昂貴，使得工藝開發(fā)過程中的投入較大，這也是很多公司外購光纖陣列而優(yōu)先上馬PLC器件封裝的原因。到目前為止，多數(shù)國內(nèi)公司仍然是外購光纖陣列以進(jìn)行器件封裝，或者進(jìn)口日本的V型槽以制作光纖陣列。武漢海博自主開發(fā)的U型槽已經(jīng)證明具有很好的精度，以U型槽制作的光纖陣列也已接近實用化，技術(shù)一旦突破，將大幅降低光纖陣列的成本，并為PLC器件封裝提供更多的利潤空間。
 
    PLC器件封裝的設(shè)備投入也非常大，如果芯片和光纖陣列均外購，則利潤空間非常有限，這也是很多國內(nèi)廠商在PLC項目上躑躅不前的原因之一。但是，為了面對兩年后的國內(nèi)FTTH市場（將遠(yuǎn)超日本和美國市場），技術(shù)儲備是必須的。這些廠商可以采取折中方案，如購買高精度的手動調(diào)節(jié)架以進(jìn)行工藝摸索和可靠性試驗，待市場到來時再購置自動對準(zhǔn)系統(tǒng)。
 
    對于光纖陣列和PLC器件封裝中所用膠水，在開發(fā)初期，最好采用NTT-AT公司提供的成熟產(chǎn)品，待工藝摸索成熟，再考慮試用其他膠水以降低成本。實際上，國外其他幾家膠水供應(yīng)商也已開始此類膠水的開發(fā)，一旦成功，國內(nèi)PLC產(chǎn)業(yè)將受益不少。

新聞來源：光纖在線

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