從武漢開始的中國光通信產業,未來將如何走?

30年前,光谷在從一根光纖出來,在“武漢地圖外兩釐米”處崛起,成為我國第二個國家自主創新示範區。

今天,“一束光”已成為“一座城”,從最初光通信產業領域的探索者,到如今激光器、面板、存儲器芯片集群的國家隊,光通信已經形成世界級產業集群。

這些成就的背後,是光通信技術研究的不斷創新升級。

從武漢開始的中國光通信產業,未來將如何走?

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武漢開啟中國光纖通信時代

提到武漢的光通信,就一定繞不開武漢郵電科學院。作為中國第一根光纖的發源地,武漢郵科院是光通信產業重要的研發基地。

早在1973年,世界光纖通信尚未實際應用。武漢郵科院就開始研究光纖通信。由於採用了石英光纖、半導體激光器和編碼制式通信機正確的技術路線,使我國在發展光纖通信技術上少走了不少彎路。

1976年,我國的第一根符合國際標準的實用化光纖在武漢郵科院誕生,首創我國實用化光纖的製作方法和製造設備。趙梓森作為技術帶頭人,被稱為“中國光纖之父”。

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1981年,武漢郵電科學研究院在國內率先開發出光纖通信用長波長光器件。

1982年,我國第一個光纖通信系統工程在武漢開通。從此,中國的光通信進入實用階段,中國也走進數字通信時代。

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趙梓森團隊後來又完成了數十項由短及長的光纖通信架設工程。其中,1993年完成的

全長3046公里的“京漢廣工程”,跨越北京、湖北、湖南、廣東等6省市,是當時中國也是世界上最長的架空光纜通信線路

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京漢廣暨廣邕、廣瓊光纜開通

三十年間,武漢郵科院研發的技術投入到市場,為光纖通信產業發展奠定基礎。武漢郵科院曾與荷蘭Philips公司在武漢成立了“長飛光纖光纜公司”,後來又成立了自己生產光纖光纜的工廠,隸屬“烽火通信”公司管理。這兩家企業都逐漸成長為光纖通信產業的龍頭企業。

武漢郵科院還把光纖製造技術轉讓給江蘇的亨通線纜廠和其他廠商,帶動了中國的光纖光纜產業。現在,中國的光纖通信產量和市場佔有率是世界第一。

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亨通線纜廠

過去,武漢郵科院是中國光通信產業的發源基地;未來,這裡還將成為全產業鏈的領跑先鋒。

2017年武漢郵科院宣佈,在國內首次實現560Tb/s超大容量波分複用及空分複用的光傳輸系統實驗,可以實現一根光纖上67.5億對人(135億人)同時通話,這標誌著我國在“超大容量、超長距離、超高速率”光通信系統研究領域邁上了新的臺階。

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武漢郵電科學院在中國首創的試驗工程

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華科、武理支撐起的高校科研力量

除了武漢郵電科學院,武漢憑藉著高校以及實驗室資源,持續保持著強勁的研發力量,不斷在光通信領域開拓創新。

2003年,武漢光電國家研究中心依託華中科技大學組建,面向信息光電子、能量光電子和生命光電子三大領域開展研究。在趙梓森、姜德生兩位中國工程院院士的牽頭下,武漢光電國家研究中心圍繞光通信系統、光纖光纜、光電器件三個主要研究方向開展研究,效果顯著。

2016年,王健教授領導的多維光子學實驗室在光纖OAM通信方面開展了廣泛研究,他們設計了多種新型的OAM光纖結構,實現高速、大容量、高頻譜效率、穩定的OAM傳輸。

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(a)多環多OAM光纖結構(b)超模OAM光纖結構

在光纖OAM複用傳輸實驗上,王健教授團隊通過與烽火藤倉科技有限公司合作,成功演示了OAM空分複用和時分複用結合的混合無源光網絡。這項技術有望在將來大容量無源光網絡中得到應用。

武漢理工大學教授、中國工程院院士姜德生,數十年來一直從事光纖傳感新技術的研究,經過學科交叉與技術集成研究與開發出一系列創新性成果。在全國率先實現了光纖傳感技術的產業化;打破了國外技術封鎖,形成了具有我國自主知識產權的成套生產技術與裝備。

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另外,還有武漢大學、中國地質大學(武漢)等高校雲集,為光通信提供智力支持。

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從烽火、長飛到中國信科

光通信企業走在產業的前沿,企業的技術提升,將直接給產業發展帶來效益。

武漢的光通信產業重點企業主要分佈光谷,這是第一個國家級光通信產業基地。從企業數量看,光通信產業在光谷的企業佔60%左右,是光通信企業的主要產業承載地。

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武漢光通信產業佈局示意

目前,武漢聚集了烽火集團、長飛光纖光纜、武漢郵電科學研究院、武漢凡谷、華工正源光子等具備相當實力的通信企業,通信產品涉及光纖光纜、光電器件、光傳輸設備、光接入設備、接插器件等多種類別,

具備一定規模的產業綜合配套能力。

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其中,光纖光纜和光接入設備方面佔有比較優勢,以光纖光纜為主導的通信產品質量與國際水平大體同步,光纖佔國內市場份額30%以上。代表企業是長飛光纖光纜和烽火通信,在光接入領域代表中國領先水平。

在技術研發上,

烽火通信在武漢地區光通信領域具有極大競爭優勢,在專利申請總量上領先於其他公司。其中,發明專利數量僅次於武漢郵科院。

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武漢地區光通信主要企業2016年專利申請情況

長飛光纖擁有的光纖光纜製備技術國家重點實驗室是目前我國光纖光纜行業唯一的企業國家重點實驗室。在通信光纖、特種光纖、光纜和光纖設備技術等領域,擁有條件和能力同時對預製棒、光纖、特種光纖、光纖應用等技術進行系列攻關的研究機構。

目前,長飛光纖生產的世界最大的預製棒,一根直徑20釐米、長3米的光棒,可以拉出7500公里“比頭髮絲兒還細”的光纖。

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除此以外,一批國家重大項目落地武漢,也將為武漢光通信技術進步帶來新的面貌。

2017年,總投資240億美元的國家存儲器基地項目正式開工,2020年全面建成後,年產值將超過100億美元,實現我國集成電路存儲芯片產業規模化發展“零”的突破。

2018年4月26日,國家信息光電子創新中心落戶武漢,將承載解決我國信息光電子製造業“關鍵和共性技術協同研發”並“實現首次商業化”的戰略任務,成為推進“中國製造2025”在信息技術產業領域落地的主體力量。

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《科學美國人》雜誌曾評價說:“光纖通信是二戰以來最有意義的四大發明之一。如果沒有光纖通信,就不會有今天的互聯網和通信網絡。”

武漢,在中國光通信產業中佔據著重要的戰略地位。目前,武漢建成了國內最大的光纖光纜產業基地,銷量全球第一、光器件研發生產全國第一、通信系統設備領域研發位居全球第一方陣。

國之重器必須立足自身,加快推進移動通信、光纖通信、集成電路等技術深度融合,全力打造信息領域的“大國重器”,是武漢未來要繼續努力的方向。

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長江日報九派新聞內容團隊出品


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