趙梓森：光纖通信發(fā)展?jié)摿o限

         現(xiàn)在，我國已建立了一定規(guī)模的光纖通信產(chǎn)業(yè)。我國生產(chǎn)的光纖光纜、半導(dǎo)體光電子器件和光纖通信系統(tǒng)能供國內(nèi)建設(shè)，并有少量出口。尤其是“武漢·中國光谷”已經(jīng)成為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的新一代信息化產(chǎn)業(yè)基地。以武漢郵電科學(xué)院為基礎(chǔ)建立的烽火集團(tuán)也成為我國光纖通信產(chǎn)業(yè)的龍頭企業(yè)，領(lǐng)引通信行業(yè)不斷科技創(chuàng)新、向前發(fā)展。

　　目前，我國光纖通信技術(shù)已經(jīng)取得了長足的進(jìn)展，也形成了一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。哪么，今后我國光纖通信將如何發(fā)展，請談?wù)勀目捶?

　　趙梓森院士說，有人認(rèn)為：我國光纖通信主要干線已經(jīng)建成，光纖通信容量達(dá)到Tbps，幾乎用不完;又加上IT泡沫經(jīng)濟的影響，使光纖的價格低到每公里100元，幾乎無利可圖。因此不要發(fā)展光纖通信技術(shù)了。實際上，我國有許多地區(qū)還是空白，還亟待需要建設(shè)。3G移動通信網(wǎng)的建設(shè)也需要光纖網(wǎng)來支持;隨著寬帶業(yè)務(wù)的發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)需要擴容等，光纖通信仍有巨大的市場?，F(xiàn)在每年光纖通信設(shè)備和光纜的銷售量是上升的。今后我國光纖通信的發(fā)展我認(rèn)為：

　　第一，光纖到家庭(FTTH)是光纖通信進(jìn)一步發(fā)展的方向。這是被公認(rèn)為理想的寬帶接入網(wǎng)。所謂寬帶業(yè)務(wù)，大多是500kbps的影視節(jié)目。運營商為了充分利用銅線資源，采用ADSL技術(shù)就可提供，這使光纖到家庭(FTTH)成為接入網(wǎng)主流的時間有所推遲。不久的將來，在高清晰度電視(HDTV)普及的情況下，ADSL不能滿足要求，即使先進(jìn)的ADSL2+容許的帶寬是8Mb/s也不能傳送帶寬為19Mb/s HDTV。采用光纖到家庭(FTTH)比較合理，并且在雙向業(yè)務(wù)廣泛應(yīng)用的情況下，上下行不對稱的ADSL難以對應(yīng)。

　　近來出現(xiàn)了所謂的網(wǎng)絡(luò)電視(IPTV)，電信運營商提出IPTV的初衷是考慮到有計算機的人少而有電視機的人多。提出的網(wǎng)絡(luò)電視(IPTV)是采用專用的機頂盒連接電視機可直接瀏覽電信網(wǎng)的內(nèi)容，而不要計算機。網(wǎng)絡(luò)電視(IPTV)具有常規(guī)電視并兼有點播和時移電視的功能，可能會取代常規(guī)電視。

　　由于網(wǎng)絡(luò)電視(IPTV)的發(fā)展，會影響光纖接入網(wǎng)構(gòu)建。同時也產(chǎn)生電信運營商和廣播運營商的利益沖突。盡管有限制發(fā)牌照政策以保護(hù)廣播運營商，但大勢所趨，不可阻擋。實際上，許多廣播運營商也開始改造其廣播網(wǎng)為數(shù)字雙向，也具備了發(fā)展網(wǎng)絡(luò)電視(IPTV)的功能。廣播運營商和電信運營商的界限開始有些模糊。隨著網(wǎng)絡(luò)電視(IPTV)在國外高速發(fā)展，在國內(nèi)也開始快速發(fā)展起來。

　　商家考慮到網(wǎng)絡(luò)電視(IPTV)的發(fā)展，會使現(xiàn)有的城域網(wǎng)和接入網(wǎng)不勝負(fù)擔(dān)，所以提出所謂的P2P(peer-對等)方法。P2P最初的概念是：所有用戶都是信息接收者，又是信息發(fā)送者。即某用戶把收到的節(jié)目用流媒體方法向其他用戶轉(zhuǎn)發(fā)出去(通常是讓用戶下載一個軟件使其具備P2P功能)。這樣便可減免都由中心向用戶播發(fā)，以節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬。

　　事實上，沒有中心是不行的，網(wǎng)上至少要有1個中心服務(wù)器來管理。經(jīng)過少量試行，近來發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)電視(IPTV)流量太大，而用戶的接入網(wǎng)根本無法滿足P2P的傳輸，特別是ADSL原來就沒有考慮到大量的上行，用戶接入網(wǎng)負(fù)荷過重而崩潰。有人認(rèn)為P2P是惡魔。

　　由于寬帶業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)有的城域網(wǎng)、接入網(wǎng)的容量不足。對于運營商而言，最根本和實際有效的辦法是對城域網(wǎng)和接入網(wǎng)擴容。事實上，采用WDM技術(shù)擴容，投資不很大，而可適應(yīng)今后寬帶業(yè)務(wù)的繼續(xù)發(fā)展。

　　第二，加快無線接入技術(shù)和光交換技術(shù)的發(fā)展。人需要移動，采用無線接入比較方便。無線接入可滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?，但帶寬有限，寬帶的視頻特別是高清晰度電視(HDTV)仍需要采用光纖通信。

　　光纖通信需要發(fā)展光交換—采用電纜通信的網(wǎng)是金屬網(wǎng)，傳輸?shù)氖请娦盘枺诰W(wǎng)絡(luò)節(jié)點采用電子交換機進(jìn)行交換?，F(xiàn)在，光纖通信的網(wǎng)是光纖網(wǎng)，傳輸?shù)氖枪庑盘?，在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點目前還沒有全光交換機，在網(wǎng)絡(luò)上只好采用“光-電-光”方式進(jìn)行交換，即先把來自光纖網(wǎng)的光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，用電子交換機進(jìn)行交換，之后，又把電信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?，再進(jìn)入光纖網(wǎng)。這種方法是不經(jīng)濟的，需要開發(fā)可把光信號直接交換的光交換機。目前已經(jīng)有小規(guī)模的光交換，它是作光線路保護(hù)的。通常這種光交換的通路是固定而不是可改變的，對于線路的調(diào)度不利?，F(xiàn)在有種ROADM(reconfigrate add and drop division multiplex)可重組的上下路的光分插復(fù)用器，具有小規(guī)模光交換功能。

　　光纖通信的優(yōu)勢是容量大和傳輸距離遠(yuǎn)。無線通信的優(yōu)勢是可移動，但帶寬小。可以想象，近距離小容量的數(shù)據(jù)接入趨向采用無線接入，而大容量的視頻影視采用光纖傳輸。衛(wèi)星傳輸距離也很長，唯容量和壽命有限。無線和光纖通信是互補的，它們是永存的兩個物理網(wǎng)。

　　第三，大力發(fā)展光電子器件和集成光器件技術(shù)。現(xiàn)正在開發(fā)具有自動交換的光網(wǎng)絡(luò)稱為ASON。ASON的關(guān)鍵技術(shù)是可重組光分插復(fù)用器ROADM，使線路可方便地調(diào)度。ASON不但可作光線路的保護(hù)，還可滿足線路調(diào)度和今后發(fā)展出租電路的需要。目前，已經(jīng)有非全光的ASON產(chǎn)品。

　　現(xiàn)在的通信網(wǎng)正在從SDH網(wǎng)向IP網(wǎng)過渡，交換機也要IP化。發(fā)展光網(wǎng)絡(luò)還要考慮IP化，還要進(jìn)一步發(fā)展光路由器，其中需要解決光地址的取存和光緩存技術(shù)。光電子器件和集成光器件需要大力發(fā)展，因為光纖通信技術(shù)的發(fā)展，依賴光器件的進(jìn)步。

　　由于網(wǎng)絡(luò)的速率不斷提高，目前單波長電子速率為40Gbps的光通信系統(tǒng)已經(jīng)商用，速率為160Gbps的電子系統(tǒng)在試驗室開發(fā)。因此，光電子器件要與之相適應(yīng)，包括高速調(diào)制激光器等需要開發(fā)。實現(xiàn)ROADM需要發(fā)展波長可調(diào)的光濾波器、波長可調(diào)激光器和光開關(guān)等，其中有許多可創(chuàng)新的空間。

　　把許多分立的光電子器件集成在一起成為集成的光電子器件，其優(yōu)點是功能豐富、體積小、速度高、可靠。

　　目前已經(jīng)有小規(guī)模集成的光電子器件，需要開發(fā)更大規(guī)模的光電子集成器件?；旌霞煽山档碗y度，提高成品率?；旌霞傻年P(guān)鍵技術(shù)是平面光波導(dǎo)線路PLC，它是一塊具有光波導(dǎo)的線路板，可把分立的光器件安裝在上面。

　　商用的光電子集成器件有8波長激光器模塊、100波長以上的AWG光濾波器、AWG+光衰減器和32×32光開關(guān)等。光集成器件的工藝有單片集成和混合集成兩種。目前集成光電子器件處于初級階段，我國應(yīng)迎頭趕上，否則就會吃大虧。

　　光纖通信技術(shù)的研發(fā)任重道遠(yuǎn)。就此，對光纖通信技術(shù)國家工程研究中心產(chǎn)學(xué)研的現(xiàn)狀及發(fā)展，您有哪些思考和建議?

　　趙梓森院士說，在光纖通信技術(shù)國家工程研究中心方面存在一個重大的問題，是我一直在考慮和關(guān)注的，就是在集成光學(xué)方面的研究和發(fā)展有些困難。所謂集成光學(xué)是什么呢?就是把很多光的元器件集成在一起，變成一個小的光的系統(tǒng)，這個集成我們目前做的比較小、比較差。光集成中一個是無源集成，另一個是有源集成，或者是混合集成。無源集成里我們做的規(guī)模不夠大，搞研究沒有問題，做成后產(chǎn)量提不起來，因為規(guī)模很小，成品率也比較小?，F(xiàn)階段我們只能在小范圍內(nèi)做研究。投入大規(guī)模無源裝備需要資金和技術(shù)上的支持。在這里我建議加大資金投入力度，積極推進(jìn)自主研發(fā)，逐步減少我國對國外技術(shù)的依賴。

　　有源集成，我們根本還沒有。有源集成就是把幾個激光器或其它光器件集成在一起，或者把幾個激光器集成在一起，甚至把某些電子線路也集成在一起。這就需要用磷銦做原材料，而不是用硅做原材料，磷銦材料我們根本就沒有。

　　因此，我們有源集成研究就沒法跟上國際先進(jìn)水平。一個單的激光器，單一的激光機，跟外國沒法競爭。目前外國已經(jīng)開始有了有源集成，大概三年之后就大量的商用，我們就會在這方面被人家壓制了。因此我就建議要發(fā)展磷銦的生產(chǎn)工藝裝備，這大概要投資幾個億。

　　我們的光纖通信系統(tǒng)研發(fā)對很多科技人員影響很大，他們不怕困難，100G也敢做，我們有個年輕工程技術(shù)人員做的不錯，他做了22T，一個T是1000G，相當(dāng)于22000G，目前這個系統(tǒng)要產(chǎn)業(yè)化，也必須巨大的資金和人力的投入。

　　研發(fā)產(chǎn)品和培養(yǎng)人才需要投入，這就是我對光纖通信技術(shù)國家工程研究中心在產(chǎn)學(xué)研方面提出的建議。

　　國家把光纖通信作為新一代信息技術(shù)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，予以重點扶持和支持。為此，對我國光纖通信產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新能力建設(shè)、國際競爭能力以及政府政策支持等方面，您又有哪些建議?

　　趙梓森院士指出，從光纖產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計的數(shù)據(jù)來看，我國真正產(chǎn)量是四千萬公里;而我國每年市場需求是七、八千萬公里，實際上我國還需要進(jìn)口外國公司的。我就覺得這是一問題，因為我國光纖產(chǎn)能標(biāo)準(zhǔn)是八千萬公里，也就是說是能夠滿足國內(nèi)市場需求的，為什么還要進(jìn)口國外的呢?我經(jīng)過調(diào)查之后，發(fā)現(xiàn)是管理上的問題，由于企業(yè)管理不到位，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量差，成本高，產(chǎn)量低，市場價格也高，也就沒有競爭力了，不如買國外的同類產(chǎn)品，質(zhì)量好，價格也低。雖然我們的生產(chǎn)能力是有了，也是從外國進(jìn)口的裝備，為什么不能滿足市場的需求呢?這是我們光纖產(chǎn)業(yè)中一個很大的問題，希望能夠引起有關(guān)部門的關(guān)注和重視，要特別強化企業(yè)管理的創(chuàng)新能力建設(shè)，細(xì)化各項生產(chǎn)工藝技術(shù)，提高人員素質(zhì)，把光纖的產(chǎn)能搞上去。

　　光纖通信器件方面倒還好，器件方面我們有我們的優(yōu)勢，到不能說全部優(yōu)勢。日本、美國都要買中國的器件，中低檔買中國的。高檔我們做不了，我們買他們的。我們現(xiàn)在也只能上了，外國買我們中低檔，我們靠的是人工成本贏他們。這種競爭是不可持續(xù)的，我們要有清醒的認(rèn)識。

　　光纖通信系統(tǒng)方面我們現(xiàn)在做到四十千兆。40G已經(jīng)沒有問題，我們從杭州到武漢的40G線路就是我們做的?，F(xiàn)在外國最高水平是100G，我們中國100G現(xiàn)在才做出來，還沒安裝上線路，美國剛剛開始安裝成線路可以打電話，所以我們的追趕還比較靠近。

　　說到建議，光纖通信系統(tǒng)方面的生產(chǎn)裝備我們很落后。現(xiàn)在裝備制造實際上也沒有自己的，尤其是光纖方面的裝備制造，國家在這方面要給予大的支持。