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,國家提出“東數(shù)西算”工程和“海洋強國”戰(zhàn)略目標(biāo),大力推進全國一體化大數(shù)據(jù)中心體系建設(shè)。其中,算力作為數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的核心生產(chǎn)力,如同農(nóng)業(yè)時代的水利、工業(yè)時代的電力,是實施制造強國戰(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、超長距離、高品質(zhì)、高安全、低時延等優(yōu)勢,逐漸走入大眾視野,為泛在算力資源提供覆蓋廣泛、靈活高效的超強高質(zhì)運力保障,構(gòu)建全光算力網(wǎng)絡(luò)。光纜作為數(shù)字經(jīng)濟社會的神經(jīng),光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展會給光電通信纜行業(yè)帶來巨大的新機遇。 1.光纖及相關(guān)技術(shù)突破 新時代的光網(wǎng)絡(luò)已逐步進入超100G時代,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),對光纖提出了大容量、強算力、高帶寬的需求以及能夠滿足光纖網(wǎng)絡(luò)15~20年長生命周期的要求,可以采用增加通信線路中光纖數(shù)量(即芯數(shù))、開發(fā)新產(chǎn)品等方法提高線路傳輸容量。 目前,中國聯(lián)通聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈積極推動在陸地傳輸系統(tǒng)引入兼具大有效面積和低損耗特性光纖(G.654.E),開展G.654.E光纖標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化及試驗示范。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,是400G傳輸系統(tǒng)的最優(yōu)選擇,在大容量超長距陸地及海洋領(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、超長距、大容量的骨干光網(wǎng)絡(luò),服務(wù)于國家“東數(shù)西算”戰(zhàn)略的落地實施。在G.654.E光纖大規(guī)模部署的同時,考慮進一步優(yōu)化,降低其在1612~1625nm波長范圍的衰減,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)也是進一步提升光纖傳輸容量的潛在手段,采用頻譜擴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)自智運維效能,但是仍然存在較多理論、運維成本高等工程應(yīng)用問題,需要業(yè)內(nèi)攜手合作,共建數(shù)字中國。 2.海洋光電傳輸技術(shù)面臨新挑戰(zhàn) “海洋強國”戰(zhàn)略提出要彌補海洋能源與信息傳輸產(chǎn)業(yè)鏈短板能力,海底觀測網(wǎng)、水下安防警戒系統(tǒng)等新應(yīng)用場景也隨之出現(xiàn)。海底光電纜可實現(xiàn)水下大功率遠程供能、大規(guī)模數(shù)據(jù)采集和信息傳輸,能夠探測海洋系統(tǒng)的物理、化學(xué)、生物和物質(zhì)等過程,從而構(gòu)建海底觀測系統(tǒng),帶動海洋能源開發(fā)、國防安全等領(lǐng)域升級。 伴隨著海洋觀測從單一的海洋浮標(biāo)、纜系海底觀測網(wǎng)、自容式觀測平臺向組合式、多形態(tài)、全海洋立體觀測系統(tǒng)發(fā)展,長距離、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、感知用光電復(fù)合纜也得到廣泛應(yīng)用。未來,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,推動產(chǎn)業(yè)向?qū)G色、低碳目標(biāo)進發(fā)。 隨著全球海底光纜逐漸到達設(shè)計壽命極限,海底光通信系統(tǒng)升級的浪潮席卷而來,單光纖容量提升和跨洋萬公里海底通信系統(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、高等院校開展“產(chǎn)學(xué)研”合作。如亨通集團采用泵浦冗余架構(gòu)實現(xiàn)中繼器每纖對失效率的降低,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。針對某些西方國家惡意阻撓中國企業(yè)競標(biāo)國際海纜通信工程的情況,可以由國內(nèi)企業(yè)積極參與國際標(biāo)準(zhǔn)的起草和制定,提升國際話語權(quán),以解決該問題。 3.特種光纜的創(chuàng)新發(fā)展 “十三五”期間,我國蝶形光纜、帶狀光纜等系列產(chǎn)品呈現(xiàn)多元化發(fā)展趨勢,滿足了多場景的應(yīng)用與輻射需求。目前,我國在光纖復(fù)合架空地線(OPGW)、全干式光纜、航空發(fā)動機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“第二春”,5G甚至6G的新應(yīng)用場景為漏泄電纜帶來了開發(fā)需求,推進漏泄電纜向高頻、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)泡問題,滿足5G傳輸要求。 對于漏泄同軸電纜而言,輻射的信號功率電平值(鏈路損耗)是其性能評估的重要指標(biāo)。傳統(tǒng)的計算漏纜功率電平性能的方式存在計算結(jié)果與實測結(jié)果相差較大的問題,行業(yè)專家李慶和提出了鏈路損耗常數(shù),通過試驗證明各型號漏纜試樣的鏈路損耗常數(shù)實測結(jié)果與計算結(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)計值相比,鏈路損耗常數(shù)方法具有一定應(yīng)用優(yōu)勢。鏈路損耗公式可直接確定電纜X點的功率電平值, 估算時無需傳輸衰減與耦合損耗值,該方法簡捷、直觀、較精確,實用價值較高。目前已有一些生產(chǎn)廠家及設(shè)計單位將鏈路損耗常數(shù)用于工程設(shè)計中,通過進一步完善對實測信號數(shù)據(jù)的處理,為漏纜工程設(shè)計及制造中考核評估漏纜信號功率電平的計算提供新的參考。 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、新機理、新技術(shù)的光纖測試解決方案的相應(yīng)測試裝備逐步實現(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、智能化對檢測實驗室的具體要求,利用現(xiàn)代信息技術(shù),實現(xiàn)對檢測中心的檢測資源進行全面的一體化管理,能夠有效提高檢測中心的工作效率,使檢測中心的質(zhì)量水平、管理水平和信息化水平進一步提升。 1.阻燃性能 光纜質(zhì)量精細化控制是提升產(chǎn)品質(zhì)量的有效手段。由于材料的加工方式通常不會變動,通過分析材料的成分,可以實現(xiàn)對材料質(zhì)量的準(zhǔn)確、即時監(jiān)控,對光纜生產(chǎn)所用原材料質(zhì)量進行精細化控制。 對于低煙無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估原材料的阻燃能力。但由于LOI測試結(jié)果易受多種測試因素(環(huán)境溫、濕度,測試設(shè)備,試樣狀態(tài),通風(fēng)條件等)影響,測試LOI的實驗室條件與真實火災(zāi)場景相差甚遠,LOI不能用于評價材料的實際阻燃性能,故LOI無法精細控制低煙無鹵材料質(zhì)量。可以采用熱重分析儀對低煙無鹵材料中各成分進行定量分析,測試LSZH材料的熱失重曲線,即可監(jiān)控LSZH材料阻燃性能。 對于PE、PBT等光纜常用高分子材料,可采用差熱掃描量熱儀(DSC)對其分子量分布進行間接測試,實現(xiàn)質(zhì)量控制過程中,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)嶒炇覝y試設(shè)備(TG、DSC等)的高級分析功能,逐步建立光纜主材的成分分析平臺,實現(xiàn)對產(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,需要拓展測試頻率的上下沿。其中,測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。三同軸法及擴展的管中管法測試結(jié)果穩(wěn)定,測試精度高,但受限于管體尺寸,不能測試尺寸較大的產(chǎn)品。而線注入法低頻段測試結(jié)果穩(wěn)定,能測試大尺寸的產(chǎn)品,但測試較為復(fù)雜,需要根據(jù)不同的電纜和組件特點選取不同的方法。 來源 | 上纜所傳媒 文字 | 黃婷婷 編輯 | 常 佳 審核 | 何曉芳 【聲明】本文為原創(chuàng)內(nèi)容,版權(quán)歸“上纜所傳媒”所有,未經(jīng)授權(quán)請勿轉(zhuǎn)載。
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