國(guó)內(nèi)多芯光纖研究進(jìn)展緩慢產(chǎn)業(yè)鏈各方需加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)

本刊記者 | 黃海峰

多芯光纖正在國(guó)外不斷發(fā)展中，而國(guó)內(nèi)則關(guān)注度很低，這凸顯了國(guó)內(nèi)光纖企業(yè)技術(shù)研發(fā)更加注重短時(shí)期客戶需求的現(xiàn)狀。

近期，日本信息通信研究機(jī)構(gòu)(NICT)、OPTOQUEST株式會(huì)社和住友電工株式會(huì)社等機(jī)構(gòu)聯(lián)合宣布，其7芯光纖實(shí)驗(yàn)獲得成功。據(jù)悉，該試驗(yàn)突破了現(xiàn)在一根多芯光纖（Multi Core Fiber）上傳輸100Tbit/s的物理極限，在世界上首次完成了傳輸109Tbit/s的試驗(yàn)。

目前，在多芯光纖的研究上國(guó)內(nèi)慢于國(guó)外。對(duì)此，多位國(guó)內(nèi)電信運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備廠商等光通信專業(yè)人士表示，國(guó)內(nèi)對(duì)多芯光纖的研究更多屬于前沿技術(shù)課題，深入的實(shí)驗(yàn)室研究并沒有。

“多芯光纖將是未來(lái)的一個(gè)非常重要的光纖發(fā)展方向，設(shè)備廠商不能由于市場(chǎng)需求未到而放棄多芯光纖的研究。”一位業(yè)界人士如此表示。

光纖發(fā)展趨向大容量傳輸

通常的光纖是由一個(gè)纖芯和圍繞它的包層構(gòu)成。但多芯光纖卻是一個(gè)共同的包層區(qū)中存在多個(gè)纖芯。據(jù)了解，當(dāng)前單根光纖傳輸容量已經(jīng)出現(xiàn)瓶頸，進(jìn)一步擴(kuò)大容量必須考慮把單芯光纖變成復(fù)數(shù)內(nèi)核(多芯徑，見圖）。

據(jù)悉，由于纖芯的相互接近程度，多芯光纖發(fā)展出現(xiàn)兩種功能。一是纖芯間隔大，即不產(chǎn)生光耦會(huì)的結(jié)構(gòu)。該光纖由于能提高傳輸線路的單位面積的集成密度，在光通信中，可以作成具有多個(gè)纖芯的帶狀光纜，而在非通信領(lǐng)域，作為光纖傳像束，有人將纖芯作成成千上萬(wàn)個(gè)。二是纖芯之間的距離近，能產(chǎn)生光波耦合作用。利用此原理業(yè)界正在開發(fā)雙纖芯的敏感器或光回路器件。

日本7芯光纖的實(shí)驗(yàn)屬于前者。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，7芯光纖體現(xiàn)了光纖朝向超高速、超大容量發(fā)展的趨勢(shì)。

一位高校人士表示，WDM技術(shù)正在應(yīng)用，作為光網(wǎng)絡(luò)物理層面的光纖光纜的傳輸特性將極大地影響下一代網(wǎng)絡(luò)光通信系統(tǒng)的性能。目前，光通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)容量和網(wǎng)絡(luò)性能受到傳統(tǒng)光纖的損耗、色散和非線性效應(yīng)的限制和影響，人們開始尋求研制新型換代的光纖品種，而多芯光纖是其中一種。

另外，為了節(jié)省機(jī)房空間和減少光纜的敷設(shè)和安裝費(fèi)用，開發(fā)高密度大芯數(shù)光纖也是未來(lái)研究的一個(gè)方向。

國(guó)內(nèi)處于學(xué)術(shù)研究階段

國(guó)外研究多芯光纖機(jī)構(gòu)較多。除了日本近期公布的對(duì)7芯光纖研究，實(shí)際上早在90年代，法國(guó)電信就與阿爾卡特公司進(jìn)行了4芯單模光纖（MCF）的研究和開發(fā)，從光纖設(shè)計(jì)、預(yù)制棒制造、拉絲技術(shù)、光纖特性、成纜工藝到4芯同時(shí)熔接，機(jī)械連接以及每一芯分出端接于普通單模光纖燈方面都進(jìn)行了全面研究，并取得了一定的成績(jī)。

相比國(guó)外，國(guó)內(nèi)對(duì)多芯光纖研究則顯得并不積極。在記者采訪中，業(yè)界人士大多表示對(duì)此只是聽說(shuō)，未曾深入研究，甚至有幾位廠商人士將該技術(shù)誤認(rèn)為多芯光纜（多根單芯光纖加保護(hù)層與皮套組成）。

據(jù)記者調(diào)查，在市場(chǎng)需求方面，目前國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商并沒有多芯光纖研究的規(guī)劃，實(shí)驗(yàn)網(wǎng)中也沒有部署。“運(yùn)營(yíng)商并沒有太多關(guān)注多芯光纖，目前并無(wú)需求。”中國(guó)電信某地研究院一位專家如此表示。

在設(shè)備商方面，中天科技、烽火通信等多家制造光纖的廠商人士均表示沒有這方面的產(chǎn)品。康寧大中華區(qū)通信部市場(chǎng)副總裁劉之菲也表示在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)并沒有推出多芯光纖產(chǎn)品，但其國(guó)外實(shí)驗(yàn)室有相關(guān)研究。

在學(xué)術(shù)方面，記者發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)北郵、哈工大、武漢郵科院等研究機(jī)構(gòu)的學(xué)術(shù)研究人員已做了多個(gè)多芯光纖的課題。如哈工大曾進(jìn)行了雙芯光纖的研究，其中一個(gè)課題主要通過(guò)將單芯單模光纖與雙芯單模光纖熔接后在熔點(diǎn)處進(jìn)行熔融拉錐，實(shí)現(xiàn)了單芯單模光纖與雙芯單模光纖的耦合，并建立了相應(yīng)的耦合理論。

產(chǎn)學(xué)研需合作共推光纖創(chuàng)新

“日本的此次成績(jī)也只是實(shí)驗(yàn)室成績(jī)，對(duì)產(chǎn)業(yè)界影響不大，同時(shí)該實(shí)驗(yàn)室的成績(jī)要轉(zhuǎn)換成真正的商用成果，將可能面臨需求不足、產(chǎn)業(yè)鏈不成熟、成本高昂等問(wèn)題。”對(duì)于日本此次多芯光纖技術(shù)突破，國(guó)內(nèi)某光纖廠商郝姓人士如此表示，他認(rèn)為目前國(guó)內(nèi)光傳輸系統(tǒng)正發(fā)展到40G、100G，當(dāng)前光纖已經(jīng)可以滿足這些系統(tǒng)的容量需求，從投資收益角度看，全力推廣和研發(fā)多芯光纖技術(shù)的光纖廠商會(huì)得不償失。“技術(shù)的研究還是需要以實(shí)際需求為優(yōu)先考慮因素。”該觀點(diǎn)得到多位受訪人士的一致認(rèn)同。

眾所周知，創(chuàng)新技術(shù)從提出到商用有較大時(shí)間周期，把握新技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)可實(shí)現(xiàn)未來(lái)市場(chǎng)的成功。盡管需求未到，但多芯光纖作為未來(lái)光纖發(fā)展到一個(gè)主要方向，國(guó)內(nèi)光產(chǎn)業(yè)鏈不能由于需求未到、投資成本高就放棄對(duì)該技術(shù)的研發(fā)投入。

否則，當(dāng)該技術(shù)真正商用的時(shí)候，國(guó)內(nèi)企業(yè)就將再次面臨落后國(guó)外的境地，走向國(guó)際市場(chǎng)的路途將更加艱辛。如光纖生產(chǎn)中的光纖預(yù)制棒技術(shù)，雖然國(guó)內(nèi)企業(yè)已經(jīng)逐漸能夠自產(chǎn)，但大部分依然需要高價(jià)進(jìn)口，這大大影響了在國(guó)際光纖市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

至于投資資金不足問(wèn)題，國(guó)內(nèi)企業(yè)完全可以依靠產(chǎn)學(xué)研多方合作，目前高校已經(jīng)對(duì)多芯光纖做出初步研究，但苦于沒有資金，無(wú)法把理論轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)室成績(jī)。所以，高校、光纖廠商和運(yùn)營(yíng)商的合力是發(fā)展多芯光纖，以及更多創(chuàng)新光纖技術(shù)的關(guān)鍵。

法國(guó)電信提出4芯單模光纖

1994年，法國(guó)電信提出了多芯單模光纖的新概念，與阿爾卡特公司設(shè)計(jì)和開發(fā)和開發(fā)和開發(fā)了4芯單模光纖，此后制造了100多公里，并用這些光纖進(jìn)行了而不同芯數(shù)各種結(jié)果的光纖帶光纜和非光纖帶光纜的成纜實(shí)驗(yàn)，與普通單芯光纖相比，光纜密度提高了很多倍。初步證實(shí)了提出的多芯單模光纖能夠同時(shí)剞劂光纖光纜制造成本和開發(fā)密度集度大芯數(shù)光纜兩大難題。