在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革深入發(fā)展的大背景下,國(guó)家提出“東數(shù)西算”工程和“海洋強(qiáng)國(guó)”戰(zhàn)略目標(biāo),大力推進(jìn)全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心體系建設(shè)。其中,算力作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心生產(chǎn)力,如同農(nóng)業(yè)時(shí)代的水利、工業(yè)時(shí)代的電力,是實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略不可缺少的重要基礎(chǔ)設(shè)施。而光網(wǎng)絡(luò)因具有超大容量、超長(zhǎng)距離、高品質(zhì)、高安全、低時(shí)延等優(yōu)勢(shì),逐漸走入大眾視野,為泛在算力資源提供覆蓋廣泛、靈活高效的超強(qiáng)高質(zhì)運(yùn)力保障,構(gòu)建全光算力網(wǎng)絡(luò)。光纜作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)社會(huì)的神經(jīng),光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展會(huì)給光電通信纜行業(yè)帶來(lái)巨大的新機(jī)遇。 1.光纖及相關(guān)技術(shù)突破 新時(shí)代的光網(wǎng)絡(luò)已逐步進(jìn)入超100G時(shí)代,下一代骨干網(wǎng)絡(luò)光纖,將不僅僅服務(wù)于400G,也將服務(wù)于更高速系統(tǒng),對(duì)光纖提出了大容量、強(qiáng)算力、高帶寬的需求以及能夠滿足光纖網(wǎng)絡(luò)15~20年長(zhǎng)生命周期的要求,可以采用增加通信線路中光纖數(shù)量(即芯數(shù))、開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品等方法提高線路傳輸容量。 目前,中國(guó)聯(lián)通聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈積極推動(dòng)在陸地傳輸系統(tǒng)引入兼具大有效面積和低損耗特性光纖(G.654.E),開(kāi)展G.654.E光纖標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化及試驗(yàn)示范。相較于G.652.D光纖,G.654.E光纖具有超低損耗、低非線性的特點(diǎn),是400G傳輸系統(tǒng)的最優(yōu)選擇,在大容量超長(zhǎng)距陸地及海洋領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景。G.654.E光纖在光網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用部署,有助于構(gòu)建超高速、超長(zhǎng)距、大容量的骨干光網(wǎng)絡(luò),服務(wù)于國(guó)家“東數(shù)西算”戰(zhàn)略的落地實(shí)施。在G.654.E光纖大規(guī)模部署的同時(shí),考慮進(jìn)一步優(yōu)化,降低其在1612~1625nm波長(zhǎng)范圍的衰減,在原材料摻氟套管制備工藝等方面深入研究。 此外,小型化光纖和空芯光纖的研發(fā)也為單纖傳輸容量的提升提供了新的解決方法。而空分復(fù)用(SDM)和多波段傳輸(MBT)等新技術(shù)也是進(jìn)一步提升光纖傳輸容量的潛在手段,采用頻譜擴(kuò)展的方式可以提升單光纖的傳輸容量和距離乘積,以及AI和數(shù)字孿生技術(shù)可以提升光網(wǎng)絡(luò)自智運(yùn)維效能,但是仍然存在較多理論、運(yùn)維成本高等工程應(yīng)用問(wèn)題,需要業(yè)內(nèi)攜手合作,共建數(shù)字中國(guó)。 2.海洋光電傳輸技術(shù)面臨新挑戰(zhàn) “海洋強(qiáng)國(guó)”戰(zhàn)略提出要彌補(bǔ)海洋能源與信息傳輸產(chǎn)業(yè)鏈短板能力,海底觀測(cè)網(wǎng)、水下安防警戒系統(tǒng)等新應(yīng)用場(chǎng)景也隨之出現(xiàn)。海底光電纜可實(shí)現(xiàn)水下大功率遠(yuǎn)程供能、大規(guī)模數(shù)據(jù)采集和信息傳輸,能夠探測(cè)海洋系統(tǒng)的物理、化學(xué)、生物和物質(zhì)等過(guò)程,從而構(gòu)建海底觀測(cè)系統(tǒng),帶動(dòng)海洋能源開(kāi)發(fā)、國(guó)防安全等領(lǐng)域升級(jí)。 伴隨著海洋觀測(cè)從單一的海洋浮標(biāo)、纜系海底觀測(cè)網(wǎng)、自容式觀測(cè)平臺(tái)向組合式、多形態(tài)、全海洋立體觀測(cè)系統(tǒng)發(fā)展,長(zhǎng)距離、大容量海底電纜(如20kV海底光電纜復(fù)合纜和雙極性海底光電纜)以及海洋立體觀測(cè)、感知用光電復(fù)合纜也得到廣泛應(yīng)用。未來(lái),海底光電復(fù)合纜也將助力海底數(shù)據(jù)中心的建立,將穩(wěn)定的電力輸送至海底數(shù)據(jù)倉(cāng),推動(dòng)產(chǎn)業(yè)向?qū)G色、低碳目標(biāo)進(jìn)發(fā)。 隨著全球海底光纜逐漸到達(dá)設(shè)計(jì)壽命極限,海底光通信系統(tǒng)升級(jí)的浪潮席卷而來(lái),單光纖容量提升和跨洋萬(wàn)公里海底通信系統(tǒng)光電傳輸一致性、高壓絕緣技術(shù)、以及萬(wàn)米深海底光纜、海底中繼器氫密等技術(shù)難題也不斷涌現(xiàn)。傳感器、電源、新材料等關(guān)鍵技術(shù)制約了海洋光電傳輸技術(shù)的發(fā)展。 國(guó)內(nèi)系統(tǒng)廠商、海纜制造廠商以及材料廠商應(yīng)當(dāng)積極參與海洋光電纜產(chǎn)業(yè)鏈的培養(yǎng),聯(lián)合科研院所、高等院校開(kāi)展“產(chǎn)學(xué)研”合作。如亨通集團(tuán)采用泵浦冗余架構(gòu)實(shí)現(xiàn)中繼器每纖對(duì)失效率的降低,采用的新一代SDM技術(shù)(32FP海底光纜)滿足了海底光通信系統(tǒng)的大容量需求。針對(duì)某些西方國(guó)家惡意阻撓中國(guó)企業(yè)競(jìng)標(biāo)國(guó)際海纜通信工程的情況,可以由國(guó)內(nèi)企業(yè)積極參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的起草和制定,提升國(guó)際話語(yǔ)權(quán),以解決該問(wèn)題。 3.特種光纜的創(chuàng)新發(fā)展 “十三五”期間,我國(guó)蝶形光纜、帶狀光纜等系列產(chǎn)品呈現(xiàn)多元化發(fā)展趨勢(shì),滿足了多場(chǎng)景的應(yīng)用與輻射需求。目前,我國(guó)在光纖復(fù)合架空地線(OPGW)、全干式光纜、航空發(fā)動(dòng)機(jī)用耐火電纜等特種系列產(chǎn)品的創(chuàng)新能力不斷提升,如同軸電纜的傳統(tǒng)產(chǎn)品也迎來(lái)“第二春”,5G甚至6G的新應(yīng)用場(chǎng)景為漏泄電纜帶來(lái)了開(kāi)發(fā)需求,推進(jìn)漏泄電纜向高頻、低損耗、超寬帶輻射性漏纜等方向發(fā)展,并解決絕緣體的發(fā)泡問(wèn)題,滿足5G傳輸要求。 對(duì)于漏泄同軸電纜而言,輻射的信號(hào)功率電平值(鏈路損耗)是其性能評(píng)估的重要指標(biāo)。傳統(tǒng)的計(jì)算漏纜功率電平性能的方式存在計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果相差較大的問(wèn)題,行業(yè)專家李慶和提出了鏈路損耗常數(shù),通過(guò)試驗(yàn)證明各型號(hào)漏纜試樣的鏈路損耗常數(shù)實(shí)測(cè)結(jié)果與計(jì)算結(jié)果基本一致。 與現(xiàn)有的以傳輸衰減常數(shù)與耦合損耗為依據(jù)的鏈路損耗設(shè)計(jì)值相比,鏈路損耗常數(shù)方法具有一定應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。鏈路損耗公式可直接確定電纜X點(diǎn)的功率電平值, 估算時(shí)無(wú)需傳輸衰減與耦合損耗值,該方法簡(jiǎn)捷、直觀、較精確,實(shí)用價(jià)值較高。目前已有一些生產(chǎn)廠家及設(shè)計(jì)單位將鏈路損耗常數(shù)用于工程設(shè)計(jì)中,通過(guò)進(jìn)一步完善對(duì)實(shí)測(cè)信號(hào)數(shù)據(jù)的處理,為漏纜工程設(shè)計(jì)及制造中考核評(píng)估漏纜信號(hào)功率電平的計(jì)算提供新的參考。 隨著光電技術(shù)、傳感技術(shù)、數(shù)字技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,采用新材料、新機(jī)理、新技術(shù)的光纖測(cè)試解決方案的相應(yīng)測(cè)試裝備逐步實(shí)現(xiàn)了高靈敏度、高適應(yīng)性、高可靠性,并向嵌入式、微型化、模塊化、智能化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 結(jié)合資源管理思想和信息化、智能化對(duì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的具體要求,利用現(xiàn)代信息技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)中心的檢測(cè)資源進(jìn)行全面的一體化管理,能夠有效提高檢測(cè)中心的工作效率,使檢測(cè)中心的質(zhì)量水平、管理水平和信息化水平進(jìn)一步提升。 1.阻燃性能 光纜質(zhì)量精細(xì)化控制是提升產(chǎn)品質(zhì)量的有效手段。由于材料的加工方式通常不會(huì)變動(dòng),通過(guò)分析材料的成分,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)材料質(zhì)量的準(zhǔn)確、即時(shí)監(jiān)控,對(duì)光纜生產(chǎn)所用原材料質(zhì)量進(jìn)行精細(xì)化控制。 對(duì)于低煙無(wú)鹵原材料的阻燃性能,通常采用極限氧指數(shù)(LOI),以維持樣品燃燒的最低氧氣濃度定量評(píng)估原材料的阻燃能力。但由于LOI測(cè)試結(jié)果易受多種測(cè)試因素(環(huán)境溫、濕度,測(cè)試設(shè)備,試樣狀態(tài),通風(fēng)條件等)影響,測(cè)試LOI的實(shí)驗(yàn)室條件與真實(shí)火災(zāi)場(chǎng)景相差甚遠(yuǎn),LOI不能用于評(píng)價(jià)材料的實(shí)際阻燃性能,故LOI無(wú)法精細(xì)控制低煙無(wú)鹵材料質(zhì)量??梢圆捎脽嶂胤治鰞x對(duì)低煙無(wú)鹵材料中各成分進(jìn)行定量分析,測(cè)試LSZH材料的熱失重曲線,即可監(jiān)控LSZH材料阻燃性能。 對(duì)于PE、PBT等光纜常用高分子材料,可采用差熱掃描量熱儀(DSC)對(duì)其分子量分布進(jìn)行間接測(cè)試,實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制過(guò)程中,保證光纜生產(chǎn)質(zhì)量一致性。 結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法等數(shù)字化手段,可以深入挖掘?qū)嶒?yàn)室測(cè)試設(shè)備(TG、DSC等)的高級(jí)分析功能,逐步建立光纜主材的成分分析平臺(tái),實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量管控。 2.電磁屏蔽性能 隨著5G技術(shù)的廣泛應(yīng)用,對(duì)所用的電纜及組建的電磁兼容性能提出了更高的要求,需要拓展測(cè)試頻率的上下沿。其中,測(cè)試方法包括三同軸管中管法、三同軸暗室法、線注入法等方法。三同軸法及擴(kuò)展的管中管法測(cè)試結(jié)果穩(wěn)定,測(cè)試精度高,但受限于管體尺寸,不能測(cè)試尺寸較大的產(chǎn)品。而線注入法低頻段測(cè)試結(jié)果穩(wěn)定,能測(cè)試大尺寸的產(chǎn)品,但測(cè)試較為復(fù)雜,需要根據(jù)不同的電纜和組件特點(diǎn)選取不同的方法。 來(lái)源 | 上纜所傳媒 文字 | 黃婷婷 編輯 | 常 佳 審核 | 何曉芳 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