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光通信器件的发展现状

随着云计算、物联网、移动互联网、三网融合等新型应用对于带宽需求的推动，光通信市场开始进入高速成长期。光通信产业经过数十年的发展，产业链布局比较完整，产业规模和产品种类不断扩大。近几年，“宽带中国”战略和加快建设网络强国战略相继提出，光通信作为最为重要的信息通信基础设施之一，在支撑中国社会信息化、宽带化建设和网络强国方面的作用日益凸显。光器件及芯片技术含量较高，具有研发投入大、回报周期长等特征。国际领先国家中，日本起步较早，知识产权保护意识较强，基础研究超前，技术储备雄厚;美国在光器件方面发展相对较晚，但拥有人才、资金、环境等方面的优势，企业善于通过并购重组实现阶跃式发展，并借助资本市场做大做强，发展异常迅速。

从光通信产业链上的两大行业来看，在光纤光缆和光系统设备领域，中国企业已占据相当市场份额。长飞光纤光缆有限公司、烽火通信科技股份有限公司、亨通集团有限公司、中天科技光纤有限公司、富通集团有限公司是光纤光缆全产业链制造商，从预制棒到光纤光缆应有俱有，这5家企业加起来占中国光纤光缆市场份额70%以上，占全球光纤光缆市场份额也达到40%以上。在中国，华为技术有限公司、中兴通讯股份有限公司、烽火通信科技股份有限公司等设备商已充当起全球光通信产业的中坚力量，分别排在全球第1、第2和第5位，这3家企业的全球市场占用率为40%[3](图4)。中国光纤通信技术和产品设备已经处于世界领先水平，拥有世界最大、最完整的光通信产业链，中国也成为世界光通信器件产品输出大国。

图4 2015 年全球光网络设备商排名

1) 光器件技术发展现状

从全球范围来看，美国、日本是主要的研发基地，位于产业发展最前端，在技术水平、研发投入、知识产权方面均处于领先地位，拥有规模优势。光器件行业厂商数量相对较多，全球有250多家，行业整体上属于一个完全竞争的市场，整体竞争较为激烈。随着中小企业的退出和行业收购兼并的进行，行业的市场集中度呈上升趋势。未来随着光电子器件集成化和智能化的进一步提高，光系统设备总成本中，光器件占比不断上升，将会达到30%以上。

从技术上看，超高速、超大容量和超长距离依然是光纤通信发展的主要方向。高速、大容量、长距离光传输设备和最受市场关注的智能光网络的发展、升级以及推广应用，将推动光器件行业的技术走向集中在面向智能光网络的光电子器件和日益高速集成化的光器件两大方面。其中，智能光网络系统设备的灵活性主要取决于其中光电子器件与模块的智能化和动态可调谐水平。因此多功能集成、参数可调和网络性能动态监测的光电子器件与模块是智能光网络的核心与基础，是构建下一代智能光网络的关键。在超高速传输方面，目前主要以40和100 Gbit/s 为代表速率的高速以太网、骨干网技术为发展重点。

因此，面对目前光通信系统向高速大容量、智能化升级的契机以及FTTX(Fiber To The X)普及和三网合一的大趋势，现阶段光器件的研究主要集中在以下3方面[4]。

(1)高速光通信关键器件和芯片技术。突破光子集成共性技术难题，围绕40和100 Gbit/s 超高速光通信系统的迫切需要，研制开发相关光电子器件，主要包括窄线宽可调光源、调制及驱动器件、集成相干接收机、高速率模数转换芯片、高速信号处理算法处理芯片、增强型FEC(forward error correction)芯片、成帧及复接芯片、40 和100 Gbit/s客户侧/线路侧模块和超高速系统用单片集成器件等。

(2)智能光网络用关键光电子器件关键技术。针对智能光网络对光电子器件的动态可调谐、可管理等性能的要求，研制相关关键光电子器件与模块，支撑智能光网络技术的快速发展和应用，主要包括智能化光放大器技术、可重构的光分插复用器关键技术、单片集成宽带可调谐半导体激光器技术、宽带可调光滤波器技术和基于MEMS技术的全光交叉连接器件关键技术等。

(3)FTTX 用光电子关键技术与器件。为了进一步发展和推广宽带光接入技术尤其是FTTX，开展低成本光电子器件与模块的研究，尽快掌握相关器件、模块的核心技术，为推进FTTX 发展提供灵活多样的低成本解决方案。主要包括用于FTTX 的高功率光放大器技术、基于平面光波导回路(PLC)技术的单纤双(三)向芯片及器件开发、用于FTTX的保护技术开发等。

2) 光器件行业发展现状

从光器件整个行业上看，产业链整合明显加剧。一方面，华为技术有限公司、思科系统公司等系统设备商不断介入芯片、器件领域，对上游厂商形成巨大冲击，催生着产业新格局。另一方面，板上集成(BOSA on board)等新技术的涌现也对光模块构成重要威胁。并购是国外光器件企业运用最频繁、效果最明显的扩张方式，目前并购重组的主角多为美国厂商，集中度及竞争能力的提升进一步增强了规模优势。以光迅武汉光讯科技股份有限公司、华为技术有限公司、海信集团有限公司为代表的中国企业近年来也开启了全球化并购篇章。未来，提高横向及纵向整合能力是全球龙头光器件企业的长期战略，产业竞争格局将持续演化。

由于光通信器件产业具有技术密集及劳动密集的特点，国际厂商出于成本考虑，纷纷在中国设厂，再加上中国光通信市场不断增长的吸引力，全球光器件制造产业向中国转移成为必然趋势。供应商的激增使行业竞争不断加剧，市场供过于求的局面逐渐形成，以价格战为主要特征的行业竞争不断升级。与此同时，中国公司与Finisar Corporation、Lumentum Operations LLC、Avago Technologers、SumitomoCorporation、Oclaro Incorporated、Neophotonics Corporation、II-VI Incorporated、Fujitsu Limited、SourcePhotonics 等国际知名光器件厂商的技术差距也在持续扩大[5]，中国公司技术与产业升级乏力，主要依靠中低端产品的价格优势生存。

光器件及光通信设备的需求过去主要来自传统电信运营商，但近年来随着云计算及数据中心的蓬勃发展，数据中心对于光器件的需求开始加速，光器件市场重心向数据中心延伸。预计2016 年数据中心将超过电信市场的1/2，为光器件市场带来新的增量，是光器件市场又一个强劲的引擎。除传统电信运营商外，中国广电系统、电网系统、物联网、光传感、无线基站的发展和建设，进一步提高了光器件产品的需求，成为光器件行业新兴的下游用户，将成为光器件市场新的增长点。

原标题：光通信器件的发展历史、现状与趋势

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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