光通讯产业发展历史改革开放40年通信访谈｜张成良：光通信，一部速率和容量的发展史

发布时间 : 2024-11-24

作者 : 小编

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改革开放40年通信访谈｜张成良：光通信，一部速率和容量的发展史

从打开一个网页需要等待几分钟，到观看蓝光视频毫无压力，中国光通信产业在改革开放的40年里一步步发展和壮大，实现自我蜕变。

中国电信北京研究院副院长张成良作为这一产业的亲历者、见证者和推动者，用三句话总结光通信产业的发展历程。第一，光通信是一部速率和容量的成长史；第二，从引进-消化吸收-再创新，中国光通信拥有的自我“内涵”越来越多；第三，应用需求明确，政策导向及时，把握骨干波分和接入FTTH建设机遇。

从上世纪90年初任职邮电部电信传输研究所传输室主任工程师以来，张成良参与了波分光传输骨干网建设、ADSL与FTTx宽带接入网络建设，对中国光通信产业发展如数家珍，在一个小时的采访时间里，他向《通信产业报》（网）记者详细回顾了光通信发展的重要节点和每一次技术变迁的背后。

一部速率和容量的成长史

宽带网络发展离不开两大重要基础设施的建设，一是骨干网，一是接入网。

1994年，中国四大骨干网之一中国公用计算机互联网（CHINANET）开始筹建，也就是我们今天俗称的由中国电信运营的“163”网络。仅时隔不到两年，1996年的1月，全国骨干网正式建成并开始运营，全国共拥有31个节点。

当时，CHINANET的承载采用SDH技术建设，骨干节点之间的传输链路仅有622M、2.5G。

从1998年，CHINANET的骨干传输网开始进入波分复用（WDM）时代，骨干节点之间的传输链路速度随之迅速提高，历经2.5G、10G、40G和100G时代，骨干网传输系统容量增加了数百倍。

今天，无论是电信，还是移动和联通，骨干传送网都采用le80×100G DWDM技术，传输容量达到8T。张成良向记者表示，预计到了明年，400G DWDM技术便会规模采用，目前中国电信已经进行了试点，届时，传输容量可以达到10T以上，甚至接近20T。

接入网的发展，更是速度和容量的指数级增长。

生于上世纪70年代、80年代初的人们，应该还对90年初的拨号上网有些印象。拨出一串数字，连接到网络，那应该是中国最早的上网雏形。

张成良回忆道，当时的拨号上网最初采用V.32全双工标准协议，速率仅仅有4.8Kbps，到了V.32bis，也就是V.32的增强版，支持14.4Kbps；V.34，支持28.8Kbps；V.34+，支持33.6Kbps；再到V.90，则可以达到56Kbps。

从现在动辄百兆、200M的入户家庭带宽来看，这或许是一件无法想象的事情。

到了2000年，接入网建设进入DSL时代。“在此之前，中国还没有真正的宽带互联网，有了需求之后，运营商有动力推动接入网向更高的速率演进。”张成良表示。

DSL之后，中国光通信还经历了一段短暂的ADSL建设期，将宽带接入速率进一步提升到4M乃至8M。

从2007年开始，接入网建设转向FTTx，以及明确FTTH作为主流的宽带接入建设技术，中国的宽带接入网络进入了飞速发展的时代。

来自工信部的统计数据，截至今年10月，中国固定互联网宽带接入用户数破4亿，100Mbps及以上固定宽带接入用户占比达63.9%。其中，光纤接入（FTTH/O）用户3.59亿户，占固定互联网宽带接入用户总数的89.6%。宽带用户持续向高速率迁移, 100Mbps及以上接入速率的固定互联网宽带接入用户总数2.56亿户，占总用户数的63.9%。

“回头来看中国光通信在过去几十年的发展，骨干网传输从2.5G到8T，接入网从4.8K到100M，中国光通信真的是一部速率和容量的发展史。”他向记者感叹道。

“内涵”越来越多

伴随着中国骨干网和接入网的飞速发展，中国光通信企业也实现了从跟随到同步再到引领的蜕变。

“最早的时候，我们的企业只能跟随阿朗、北电的步伐，照猫画虎，他们做出一种设备，我们消化吸收后，再推出性能差不多的设备来。”张成良表示。

但是经过中国光通信企业的砥砺奋进，已经开始引领全球光通信技术潮流的发展。华为已经成为全球最大的光通信企业，中兴、烽火通信跟随其后，位居全球光通信企业TOP5榜单。

张成良向记者表示，不仅是企业实力的大跨度提升，中国光通信产业拥有的“内涵”也越来越多。

这体现在，在很多关键的器件领域，中国企业都实现了零的突破，并且走在了市场前列，比如光接收器、光电转换器、激光器和DSP。再比如代表市场发展方向的400WDM和ROADM光层交换，中国也走在了世界前列。

当然，张成良向记者坦承，在高速光电芯片领域，我国还存在很大短板，几乎依赖于进口。

据了解，目前国内能够生产光电芯片的企业并不多，约30余家，其中大多数仅仅能够大批量生产低端芯片。而仅有光迅科技、海信、华为、烽火等少数厂商可以生产中高端芯片，但总体供货有限，市场占比较小，高端芯片严重依赖于博通、三菱等美日公司。

政策导向明确，适时把握每一次机遇

在张成良看来，中国光通信产业飞速发展还有重要的一个原因是政策导向正确，政府这只“看不见的手”发挥了总体顶层设计的作用。

他回忆道，中国最早通过同轴电缆来发展接入网建设，后来果断停止，全面转向FTTx。

特别是，在2013年8月17日，国务院发布了“宽带中国”战略实施方案，部署未来8年宽带发展目标及路径，意味着“宽带战略”从部门行动上升为国家战略，宽带首次成为国家战略性公共基础设施。之后，接入网全面转向FTTH建设，推进了宽带接入网络的快速发展，这和国家的政策密不可分。

而在骨干网建设上，在1998年，就开始决定采用波分技术，使得骨干网也进入快速发展的征程。

当然，在每一次技术转变和市场选择的十字路口，在一定程度上也造成了一定资源的浪费。张成良表示，这是不可避免的情况，但需要吸取经验，实现网络资产的保护。另外，他认为，由于FTTH建设速度很快，也造成了网络质量一定程度的降低，这在以后也需要改善。

面向未来，张成良表示，中国光通信网络将朝着智能化的方向发展，中国光通信产业发展也将越来越好。

更多访谈点击：纪念改革开放40年通信特别专题——我们的四十年

http://www.ccidcom.com/special/2018gaige40.html

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报告综述：

核心观点:硅光是下一代技术跃升的关键，是光模块/芯片/器件公司公司突围的关键

当前5G部署节奏持续推进，政策红利频频、运营商资本开支加码、运营商招标逐步启动，我们认为前传光模块、PCB、射频天线等网建板块将持续受益。流量降幅收窄，流量增拐点将至，5G泛在连接、大容量等特点将带来5G流量的爆发式增长，我们认为未来5G百倍流量市场市场空间将带动光模块需求加速向上。数通及电信市场共振光模块景气度将加速向上，成本更低、体积更下、传输速率更高将是未来的发展趋势。但是随着传输需求的不断提升，传输速率、成本以及体积等方面需求不断提升，但是随着摩尔定律的逐步受到限制，硅光将成为光模块下一带技术的关键，我们认为，未来掌握硅光技术的光模块厂商值得重点关注。

硅光子技术简介

Intel实验室通过混合硅激光器技术的集成激光器，首次实现了基于硅光子的数据连接。硅光子技术是一种基于硅光子学的低成本、高速的光通信技术。基于硅基衬底材料，利用CMOS工艺，结合微电子为代表的集成电路及光子技术，用激光束代替电子信息传输数据。硅光子架构主要由硅基激光器、硅基光电集成芯片、主动光学组件和光纤封装完成，使用该技术的芯片中，电流从计算核心流出，到转换模块通过光电效应转换为光信号发射到电路板上铺设的超细光纤，到另一块芯片后再转换为电信号。近年来，不断缩小的芯片尺寸存在物理极限，漏电流增加、散热问题大等问题难以解决，因此进入“后摩尔定律”时代。硅光技术是延续摩尔定律的发展方向之一，通过硅光集成，用光代替电进行信息传输，将大大降低集成电路的成本。

选择硅基的优势

摩尔定律的困境，使集成光电子将有望逐渐取代微电子。而选择硅基的原因在于其小、快、便宜的优势，与CMOS传统工艺兼容性好、光学损耗低。硅光结合了微电子为代表的集成电路超大规模、超高精度的优势，以及光子技术超高速率、超低功耗的优点。

流量暴增对数据传输提出挑战，促生数通硅光需求

Intel指出，全球90%的数据是近两年产生的。参考中国产业网数据，预期全球流量将持续激增，CAGR达23%。因此，数据中心带宽增加将会对光模块性能产生更高需求，考虑到摩尔定律失效限制，硅光需求将引起广泛关注。

5G性能提升要求刺激电信级硅光需求： 未来5G时代，传统光模块方案可能面临瓶颈，对于硅光子技术的需求将大量增长。

硅光弥补传统光模块需求瓶颈： 现今对于光模块的性能要求大幅提升，如仍应用传统光模块将十分昂贵，且难以快速响应海量需求，硅光高密度集成度高优点突出。

硅光性能超越传统光模块，每3年提升8倍

2015年，Intel首次验证硅光电子器件性能超越同类传统光电子器件。根据Intel的硅光子产业发展规划，产业已进入快速发展期，到2019年，硅光子技术在每秒峰值速度、能耗、成本方面分别提升8倍、降低85%、降低84%。

数据中心将是硅光光模块的主要应用场景

目前全球硅光子领域投入大量的研发，但是目前市场上仍只有少量的硅光子产品问世，未来互联网公司将作为主角，为未来新一代数据中心开发具有成本效益的光子技术，目标是实现1美元/Gb。据Yole预测，到2025年硅光子市场规模将超13亿美元，其中将超过90%来自于数据中心应用。

400G将是硅光子的主战场： 硅光有望在400G中等距离取得突破。硅光具有低功耗、高集成特点，规模商业化有望显著降低成本。 Intel首先突破了硅基调制器，推出PSM4、CWDM4硅光模块，良率仍待提升，未来有望在400G中等距离规模应用。

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