抗彎光纖技術(shù)被譽(yù)為光纖技術(shù)皇冠上的明珠,由于其技術(shù)先進(jìn)性、工藝復(fù)雜性和應(yīng)用廣闊性,也被稱為光纖市場最值得期待的大蛋糕。國際先進(jìn)企業(yè)投入巨資進(jìn)行了大規(guī)模研究,試圖在這一光纖新技術(shù)領(lǐng)域繼續(xù)占領(lǐng)技術(shù)和市場的制高點(diǎn)。對中國而言,抗彎光纖技術(shù)是在光纖通信領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)彎道超車的突破口。如果能實(shí)現(xiàn)抗彎技術(shù)等高端光纖技術(shù)的創(chuàng)新突破,形成系列技術(shù)和市場的全面解決方案,將不僅能獲得抗彎光纖等光纖新技術(shù)的切蛋糕機(jī)會,而且還能反哺常規(guī)光纖技術(shù)市場,使原有受制于國外知識產(chǎn)權(quán)限制的光棒、光纖核心裝備行業(yè)等放開手腳,獲得大踏步前行的機(jī)會,實(shí)現(xiàn)“棒纖纜”一體化全面發(fā)展,進(jìn)而帶動中國光纖通信技術(shù)快速提升。
烽火通信科技股份有限公司(以下簡稱烽火通信)秉承武漢郵電科學(xué)研究院30余年的技術(shù)積累和沉淀,歷經(jīng)十年之功,在國家“973”“863”和“科技支撐”等計(jì)劃支持下,實(shí)現(xiàn)了“超強(qiáng)抗彎光纖關(guān)鍵技術(shù)、制造工藝及成套裝備”的創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化突破,連續(xù)攻克了設(shè)計(jì)、工藝、裝備等三大核心光纖技術(shù)體系,突破了美日歐技術(shù)封鎖與專利壁壘,掌握了超強(qiáng)抗彎光纖從關(guān)鍵技術(shù)到制造工藝再到成套裝備的一攬子解決方案,研制成功最小彎曲半徑可達(dá)2毫米的超強(qiáng)抗彎光纖,拉絲速度達(dá)2800米/分鐘的全球領(lǐng)先的高速拉絲塔,突破了光纖行業(yè)“制造工藝與成套裝備”的瓶頸制約,為中國光纖光纜行業(yè)的全面發(fā)展奠定了知識產(chǎn)權(quán)、技術(shù)和裝備三大基礎(chǔ),從而為中國光纖產(chǎn)業(yè)“由大到強(qiáng)”、與國際光纖巨頭抗衡打下了良好基礎(chǔ),有力支撐了寬帶中國戰(zhàn)略的實(shí)施,又一次占領(lǐng)了光纖新技術(shù)領(lǐng)域和市場的制高點(diǎn)。
攻克“低損耗抗彎曲光纖技術(shù)”
頭發(fā)絲般粗細(xì)的石英玻璃光纖,其尺寸雖小,卻承載著全世界賴以生存的信息,改變著全人類的溝通及生活方式。全球90%以上的信息由光纖傳輸。中國光纖產(chǎn)業(yè)支撐著國家5000億元的寬帶信息化建設(shè)。
目前,中國寬帶戰(zhàn)略計(jì)劃至少實(shí)現(xiàn)3億光纖到戶,這要求光纖的彎曲半徑從數(shù)十毫米量級降低到毫米量級,常規(guī)光纖彎曲損耗大,無法滿足要求。全球光纖技術(shù)專家面臨著這樣一個難題:光纖不僅損耗要低,而且要可以如電纜般隨意彎曲。
常規(guī)光纖設(shè)計(jì)技術(shù)通過提高纖芯折射率高度來實(shí)現(xiàn)抗彎曲能力,由此研制的光纖抗彎曲能力有限,難以適應(yīng)光纖到戶等接入網(wǎng)的應(yīng)用需求。如果將骨干網(wǎng)與城域網(wǎng)建設(shè)類比于人身上的大動脈,接入網(wǎng)則猶如人身上的毛細(xì)血管,毛細(xì)血管不暢,信息就不能快速流通。因此,烽火通信選定了“低損耗抗彎曲光纖技術(shù)”作為主攻方向。
為解決光纖在小彎曲半徑應(yīng)用情況下衰減增大的技術(shù)難題,歷經(jīng)十余年挑燈奮戰(zhàn),烽火通信光纖技術(shù)帶頭人李詩愈提出了內(nèi)包層下凹的新型光纖設(shè)計(jì)方法來實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)抗彎。該方法可選擇性地調(diào)節(jié)光纖中某一模式的泄漏率,更好地控制光功率分布,從而有效提升光纖彎曲性能。該方法突破了國外巨頭通過增加纖芯折射率高度來增強(qiáng)抗彎的技術(shù)壁壘,同時避免了高摻雜鍺引起光纖衰減增大的技術(shù)弊端,實(shí)現(xiàn)了單模光纖2毫米的彎曲半徑,優(yōu)于國際商用水平2倍。采用下凹內(nèi)包設(shè)計(jì)后,光纖如電纜般可以隨意打彎,從專業(yè)廠商進(jìn)入尋常百姓家,從而讓更多的人更好享受光通信,滿足了FTTX光纖入戶等國家寬帶基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重大需求。以此為基礎(chǔ)申請的相關(guān)發(fā)明專利比國際光纖巨頭還早了5年多,從而使中國在新型抗彎曲光纖方面占據(jù)了知識產(chǎn)權(quán)的制高點(diǎn),打破了光纖設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)的知識產(chǎn)權(quán)高墻。
樹立自主創(chuàng)新的標(biāo)桿,
開創(chuàng)全新光纖制造工藝
盡管光纖技術(shù)在中國已發(fā)展三十多年,但諸多關(guān)鍵技術(shù)仍受制于歐美日,包括光纖波導(dǎo)結(jié)構(gòu)面臨專利壁壘、光纖制造工藝落后、光纖關(guān)鍵裝備依賴進(jìn)口。中國光纖產(chǎn)業(yè)不僅要解決新技術(shù)的創(chuàng)新,而且要發(fā)明實(shí)現(xiàn)新技術(shù)的新工藝,研制出可以落地為產(chǎn)品的成套裝備,從而不再被扼住咽喉,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的突破性發(fā)展,向光纖制造強(qiáng)國邁進(jìn)。
烽火通信提出超強(qiáng)抗彎光纖設(shè)計(jì)方法后,發(fā)現(xiàn)使用傳統(tǒng)光纖制造工藝難以有效研制超強(qiáng)抗彎光纖,傳統(tǒng)先芯棒后包層的“兩步法”工藝提高纖芯折射率容易,降低包層折射率困難,不僅難以實(shí)現(xiàn)超強(qiáng)抗彎結(jié)構(gòu),而且成本也非常高。超強(qiáng)抗彎國際上也沒有做出來。烽火通信的光纖人決定不局限現(xiàn)有工藝定勢,轉(zhuǎn)而開創(chuàng)光纖制造新工藝,同時提出了“氘置固化”科學(xué)方法,解決了氫損增加帶來的光纖長期高可靠應(yīng)用問題,從而解決了下凹型波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)抗彎光纖無適用工藝和無適用設(shè)備的難題。
以此為基礎(chǔ),烽火通信自主創(chuàng)新的系列隱形微纜,可以實(shí)現(xiàn)隱形安裝,1個人就可以輕松裝好,微纜可以隨意拐彎,家庭可以盡情享受高速光纖通信網(wǎng)絡(luò)。相關(guān)技術(shù)牽頭系列國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范光纖行業(yè)發(fā)展,推動光纖入戶。
自主開發(fā)世界領(lǐng)先高速
拉絲塔等光纖制造成套裝備
光纖裝備是光纖產(chǎn)業(yè)的基石。國際光纖巨頭牢牢控制著先進(jìn)光纖裝備,對華采取銷售二流設(shè)備結(jié)合核心技術(shù)禁運(yùn)的策略。美國至今仍將高精尖光纖技術(shù)列入對華禁運(yùn)范圍。
近年來中國光纖市場需求旺盛,每年的應(yīng)用總量大約占全球的一半,位居全球第一,而由于中國缺乏高性能的光纖制造成套裝備,光纖產(chǎn)業(yè)發(fā)展受制于人,一直處于大而不強(qiáng)的局面。
烽火通信作為中國光纖光纜的龍頭企業(yè),有責(zé)任帶領(lǐng)中國企業(yè)突破國外技術(shù)和專利封鎖,掌握高端光纖成套裝備技術(shù),從而在與國外企業(yè)全面競爭中占據(jù)有利地位。
也正是受這一目標(biāo)的牽引,烽火在進(jìn)入21世紀(jì)初即全力開發(fā)光纖裝備,首先攻克了光棒核心裝備技術(shù):等離子體化學(xué)氣相沉積(PCVD)裝備技術(shù)。PCVD裝備由沉積車床和熔縮車床兩大系統(tǒng)組成,單層沉積精度比其他工藝沉積精度高10倍以上,實(shí)現(xiàn)了抗彎曲光纖復(fù)雜波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的精細(xì)化制造。國家科技支撐計(jì)劃王占國院士及驗(yàn)收專家組對該項(xiàng)目取得的“7項(xiàng)自主創(chuàng)新技術(shù)成果”給予了高度評價。
為解決高速拉絲技術(shù)難題及突破制約產(chǎn)品低成本規(guī)?;圃斓年P(guān)鍵裝備瓶頸,自主開發(fā)了高速拉絲塔等成套裝備,拉絲速度突破2800米/分鐘,創(chuàng)立了世界領(lǐng)先水平的高速拉絲技術(shù),多名國際同行專家來烽火通信考察并贊賞烽火光纖的技術(shù)水平。光通信領(lǐng)域?qū)<胰螘悦艚淌谠?73課題驗(yàn)收時評價:高速拉絲成套裝備達(dá)世界領(lǐng)先水平,超強(qiáng)抗彎光纖優(yōu)于國際商用水平。
由此,烽火通信實(shí)現(xiàn)了“棒纖纜”的自主開發(fā)與規(guī)模生產(chǎn),通過知識產(chǎn)權(quán)、工藝、裝備等多維角度解決了困擾行業(yè)發(fā)展的“制造工藝與成套裝備”的瓶頸問題,為中國光纖光纜產(chǎn)業(yè)“由大到強(qiáng)”作出貢獻(xiàn)。
烽火通信牽頭定制了中國首個“光纖到戶”標(biāo)準(zhǔn)性文件(YD/T 1636-2007),產(chǎn)品全面參與干線網(wǎng)、接入網(wǎng)、光纖到戶、大數(shù)據(jù)中心建設(shè),典型應(yīng)用包括國內(nèi)首個光纖到戶工程,2008年北京奧運(yùn)通信工程等。在德國電信全球采購中,烽火通信成為中國唯一的中標(biāo)企業(yè),多年來累計(jì)實(shí)現(xiàn)近億芯光纖光纜的應(yīng)用,近3年海內(nèi)外銷售收入超32億元,出口超8億,打破了西方廠商在該領(lǐng)域的長期壟斷,提升了中國在該領(lǐng)域知識產(chǎn)權(quán)上的競爭力和影響力。
烽火通信使中國成為掌握光纖制造高性能成套裝備技術(shù)的4個大國之一,開發(fā)的系列高抗彎光纖實(shí)現(xiàn)了突破10萬次彎曲疲勞壽命的48芯動光纜,同時讓信號衰減達(dá)到最低,助力國家大科學(xué)工程FAST500米口徑望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目未來20~30年保持世界一流的地位。烽火通信研制的光纖制造成套裝備的優(yōu)良性能還引起了國際矚目,公司與白俄羅斯方面就光纖制造成套裝備與產(chǎn)品技術(shù)的合作進(jìn)行了洽談,以助力其填補(bǔ)原獨(dú)聯(lián)體地區(qū)相關(guān)技術(shù)及裝備的空白。相關(guān)成果相繼獲總裝備部軍隊(duì)科技進(jìn)步一等獎、湖北省科技進(jìn)步一等獎和中國通信學(xué)會科學(xué)技術(shù)一等獎。
歲月見證了烽火通信的技術(shù)創(chuàng)新和頑強(qiáng)拼搏史,烽火人以自己的智慧和奉獻(xiàn)書寫了中國光通信領(lǐng)域一系列的跨越性發(fā)展軌跡。
作者:羅文勇
(羅文勇,烽火通信科技股份有限公司高級工程師,型譜首席專家,武漢黃鶴英才,已從事光纖新技術(shù)研究15年,現(xiàn)研究方向?yàn)樾滦凸饫w技術(shù)。相繼開發(fā)出色散補(bǔ)償光纖、寬帶多模光纖、保偏光纖、系列光子晶體光纖等新型光纖,以第一人申請發(fā)明專利20余項(xiàng),主持或作為核心人員參與973、863等國家課題二十余項(xiàng),近五年曾獲2015年度中國專利優(yōu)秀獎(排名第一),2015年度國家科技進(jìn)步二等獎(排名第三),2014年度中國通信學(xué)會科學(xué)技術(shù)一等獎(排名第三),2012年度湖北省技術(shù)發(fā)明二等獎(排名第三)等獎項(xiàng)。)
