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塑料光纤在“三网融合”中的应用

塑料光纤通信应用已成全球课题,它的优势在于具备取代五类线或者Wi-Fi的能力,有助于运营商打造一个端到端的全光网络,实现家庭环境内的三网融合。

     2012年8月,工信部相关领导在呼和浩特举办的国际光纤高峰论坛会议上表示,三网融合的快速推进,将为塑料光纤产业的发展带来发展契机,其广阔的市场前景将吸引更多企业加入到塑料光纤产业中来。国家工信部将大力推进产业技术创新,支持和引导企业抓住宽带建设,三网融合的历史机遇。重点做好加快光进铜退工作,光纤到户步伐,推进有线接入网升级改造和光传输网的建设,为宽带服务和三网融合奠定坚实的网络基础。


一、关于“三网融合”

     “三网融合”又叫“三网合一”,意指电信网、广播电视网和互联网的相互渗透、互相兼容、并逐步整合成为全世界统一的信息通信网络,其中互联网是其核心部分。在向宽带通信网、数字电视网、下一代互联网演进过程中,三大网络通过技术改造,其技术功能趋于一致,业务范围趋于相同,网络互联互通、资源共享,能为用户提供语音、数据和广播电视等多种服务。三合并不意味着三大网络的物理合一,而主要是指高层业务应用的融合。三网融合应用广泛,遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居等多个领域。以后的手机可以看电视、上网,电视可以打电话、上网,电脑也可以打电话、看电视。三者之间相互交叉,形成你中有我、我中有你的格局。

     国务院计划三网融合工作从2010年至2012年进行试点工作,2013年至2015年全国推广。在此过程中需要解决网络由单向到双向的线路改造,以及整体设备的升级换代,在硬件改造工作完成之后提供双向互动的各种具体应用。在三网融合光纤到户的过程中,采用什么手段实现最佳效果,是摆在各地方政府面前的课题。

     三网融合前景可期。三网融合后将会给产业链相关各方带来空前巨大的商业机会,将使我国在今后几年内,将形成6000亿元以上的投资规模,每年将拉动GDP增长约0.8个百分点,增加约20万个就业岗位。合一后的三网,将成为我国经济的一个新型支柱产业。许多国家对三网融合予以高度关注,纷纷采取对策,期望该项工作的推进能够带动整体经济和国家综合竞争力的提升。


二、关于塑料光纤

     1、什么是“塑料光纤”

     目前,通信光缆所用的光纤,基本上都是采用石英光纤,由高纯度二氧化硅SiO2加入适量掺杂剂组成的。近年来,逐步开发出塑料光纤(Plastic Optical Fiber),它是用一种透光聚合物制成的光纤,由高透明聚合物如聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)作为芯层材料,PMMA、氟塑料等作为皮层材料的一类光纤(光导纤维),不同的材料具有不同的光衰减性能和温度应用范围。因为可以利用聚合物成熟的简单拉制工艺,故成本比较低,且比较柔软,坚固,直径较大(约达1mm),接续损耗较低。塑料光纤不但可用于接入网的最后100~1000米,也可以用于各种汽车、飞机等运载工具上,是优异的短距离数据传输介质。

     2、塑料光纤的技术优势

     在计算机局域网(LAN)中,传统的五类双绞线速度的传输距离不超过100米,而新型塑料光纤在100米到300米的传输范围内,带宽能达到几千兆,确保了高速互联网接口快速、双向清晰地传输高分辨率图像和数据。随着传输技术的发展和塑料光纤性能的改进,传输距离将成倍增长。塑料光纤具有柔韧性好、重量轻、不受电磁波干扰、高带宽、高可靠性等优点,再加上成本低和接续方便,将成为下一代短距离宽带光传输系统的主要传输介质。在IEEE1394标准的基础上,许多塑料光纤相关产品已经得到实际应用,包括塑料光纤连接器、光收发器、墙体插座。特别是塑料光纤连接器,它使得塑料光纤和玻璃光纤相比,在布线和线缆端头的处理变得非常简单,加速了塑料光纤的推广和应用。

     与其它传输介质比较,塑料光纤的主要优势如下:

     (1)带宽高,传输质量好:塑料光纤传输系统可达到100mbps的传输速率,可以通过光波长转换器,将宽带远距离传输的石英光纤与宽带短距离传输的塑料光纤相连接,组成全光网,使信息传输的速率、质量均优于目前的光电混合网;

      (2)保密性、抗干扰性好:使用塑料光纤为传输介质,信号无泄露、保密性好、抗干扰能力强。采用光纤通信,可以克服铜线铜缆所存在的电磁辐射、电磁干扰,防雷击等问题,因此更加适合于国防和国家安全网络,军事通信网络通信等;

     (3)成本低,维护方便:接续上不需专用熔接设备,使用接续简单;塑料光纤因其重量轻、韧性好、接入容易、光源便宜等特点,加上650nm波长为可见光,便于施工布设和日常维护。

     鉴于塑料光纤以上技术优势,2009年11月份,中国工程院副院长邬贺铨表示,鉴定通过的通信用塑料光纤和五类线一样可实现自由安装,并在现网中实现100米100M流量的传输,可以替代五类线用作室内局域网布线。工业和信息化部通信发展司通信建设管理处处长沈美丽表示,尽早把塑料光纤纳入国家布线标准,也是促使塑料光纤发展重要保障。

     其实,早在2002年,塑料光纤作为新一代通讯传输介质就已经引起国家有关部委的高度重视。根据国家科学技术部国科发高字(2002)426号“关于‘十五’863计划新材料技术领域第二批课题主项的批复”,以及国家发展与改革委员会高计(2002)1881号“关于新一代光纤光缆用材料——信息高速接入网聚合物光纤和系统集成高技术产业化示范工程项目建议书的批复”,国内部分塑料光纤领先企业以及相关科研院所承担了有关科技攻关和产业化示范工程。截止到目前,相关的塑料光纤原料生产供应、用于网络传输的器件与协议、光纤线的披覆制备等综合产业环境已基本具备。

     塑料光纤作为新兴通讯传输介质已纳入《国家中长期科学与技术发展规划纲要》。纲要给出了我国从2006年到2020年15年的科技发展方向,纲要明确指出“新一代信息功能材料及器件”作为制造业的优先发展主题。塑料光纤作为全光网通信的新一代通信功能材料,已列入国家十二五规划。特别是在国家2010年的《国家重点新产品计划优先发展技术领域》中明确提出塑料光纤作为电子与信息领域重点扶植发展的通信设备。


三、塑料光纤在“三网融合”中的应用

   90年代开始,通信技术高速发展,移动通信,卫星传输和光纤通信,将通信演变为高速、大容量、数字化和综合的多媒体业务。在ITU-T的推动下,光纤通信的各种标准纷纷制定,如PDH、SDH、DWDM、AN和B-ISDN等。因此,美国首先提出建立国家信息高速公路的构想:国家信息基础建设(NII),之后各国纷纷制定计划,并推出全球的信息技术建设计划(GII)。70年代,光纤网络主要用于市内等大容量业务区,80年代向市外长途干线发展,到90年代逐步向用户方向延伸,即所谓FTTx应用,也就是光纤到路边(FTTC)、至大楼(FTTB)、光纤到公寓(FTTA),和光纤到户(FTTH)。目前也有采用电缆到家庭(如:CABLE MODEM和ADSL技术)的经济方式,光纤到户是指从干网到小区、用户间的最后接入网阶段全部使用光纤,实现语音、数据、广播电视及各类智能化系统功能的一种接入方式,有利于整合网络功能和各种资源。光纤到户正在世界各地得到推广,日本的光纤到户普及率最高,用户去年底已达到250万户,预计今年底将达到400万。美国从2004年底开始发力,截至今年3月线路建设覆盖用户160万,实际开通业务接近20万户。以网络游戏领先全球的韩国,同样对光纤到户给予了很高的期望,从2003年起韩国的电信运营商陆续在光纤到户上加大投资,从2005年开始,宽带投资中光纤到户成为主流。韩国政府预测,到2010年,光纤到户家庭普及率将达到70%。欧洲的英国、德国、瑞典等都在加快发展光纤到户。

   光纤到户代表着一个国家宽带的未来,对光器件、光纤光缆等行业有很大的促进作用,我国信息产业部已开始制定FTTH的有关标准。在2005年第四届中国国际光通信产业发展高峰论坛上,专家预测国内FTTH市场将在2006年全面启动并进入大规模建设期,北京、长沙、武汉已开始了FTTH试点,如武汉市已搭建国内首个光纤到户试点平台,已建成和在建的光纤到户项目近10个,用户规模约为5000户,预计2006年至2007年用户将达到5万户。目前国内已有2500万宽带用户,到2007年每年还将新增1200万用户,如果有20%左右的用户采用FTTH将形成800亿元左右的FTTH设备市场规模,年运营业务收入将达180亿元以上。据国家信息产业部电信研究院信息所的统计和预测,未来5-10年内,全球的光纤接入市场将迅速增长,用于光纤到户的资本将从今年的50亿美元增长到228亿美元,其中亚太地区的资本支出为120亿美元。中国和印度将成为发展最快的国家,估计中国的光纤到户投资将占亚太地区的1/3。

   另外,我国一些城市相继提出了升级电信网络、加快光纤到户步伐的目标。北京奥运会组委会宣布,2008年前将投资66亿美元扩展和升级电信网络,上海也提出2010年前电信营业收入由现在的100多亿元增至435亿元,再加上我国设施落后的西部在大开发过程中也将加快信息化步伐,这些都为光纤到户的市场空间提供了现实依据。


四、塑料光纤加速“三网融合”

     相比其他传输介质,塑料光纤有着施工简便、成本低、质量轻、抗弯曲性能卓越等多种优势。随着我国塑料光纤产业链的发展加快,塑料光纤普及有望提前。塑料光纤的特性使得它具备取代五类线或者Wi-Fi的能力,也有助于运营商打造一个端到端的全光网络,实现家庭环境内的三网融合。

     现阶段,我国已成为世界第一个拥有塑料光纤全产业链的国家,2011年6月,中国塑料光纤产业联盟成立,众厂商实现协同发展,塑料光纤产业链已经从产业成熟走向应用成熟。与此同时,在塑料光纤起步最早的日本,NEC、索尼、东京电力、东芝、日本信号、松下电工等公司很早就成立了“可视光通信联盟”,并推出了日本塑料光纤布线标准出台;美国AT&T业已完成了关于塑料光纤在IPTV中应用的实验,并在多个项目中完成了塑料光纤示范工程。

     塑料光纤凭借其极高的短途速率、极强的机械性能、平民化的操作程序,在入户施工中脱颖而出。塑料光纤成本低、质量轻、抗弯曲性能卓越,易于在空间狭窄的室内敷设,因其诸多优势已成为FTTH最后100米的最理想介质,将真正加速“三网融合”。


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