光通信行業邁入第三輪增長周期。日前，全國首批29個千兆城市正式亮相，展現了中國千兆光網建設的最新成果，而2022年將迎來千兆城市建設的高峰期。作為千兆城市建設的重要基礎材料，光纖光纜、光器件等產品將大幅提升，助推光通信行業邁入第三輪增長周期。
2021年3月，工信部印發了《“雙千兆”網絡協同發展行動計劃（2021—2023年）》（以下簡稱《行動計劃》），對未來三年5G和千兆光網建設提出了具體的要求。從目前的成績來看，《行動計劃》的第一個階段的目標已經達成。據工信部的數據，截至2021年11月底，5G基站超過139.6萬個，5G網絡持續向縣城鄉鎮深化覆蓋；支持千兆接入的10G-PON端口規模達到720.7萬個，具備覆蓋超過2.6億戶家庭的能力；千兆用戶規模提升至3389萬戶，比2020年底凈增2746萬戶。而與第一階段目標相比，《行動計劃》第二階段目標要翻一番，即千兆光纖網絡具備覆蓋4億戶家庭的能力，10G-PON及以上端口規模超過1000萬個，千兆寬帶用戶突破3000萬戶；5G網絡基本實現鄉鎮級以上區域和重點行政村覆蓋；建成100個千兆城市。這意味著，2022年光纖光纜、光器件的需求量將出現大幅度的增長。而為支撐未來千兆、乃至萬兆規模的光網絡建設，光通信行業也將在市場需求的推動下，加快下一代新型光通信產品的研發。
市場規模持續上漲
2021年，中國移動和中國電信相繼啟動了新一輪普通光纜的集采。中國移動此次集采需求量約447.05萬皮長公里，折合1.432億芯公里，較2020年集采量增長20.14%。中國電信的集采量約4300萬芯公里，較2020年實際集采量也有大幅增長。光模塊方面，根據yole預測，2022年中國光模塊市場規模有望達33億元，同比增長22%；2020—2022年中國光模塊市場復合增速為10.6%，基本與全球光模塊市場增速持平。另據LightCounting預計，全球光模塊市場將從2020年的80億美元增加到2026年的145億美元。從產業內部技術迭代周期看，硅光方案逐漸成熟，即將進入規?；虡I階段。硅光技術的核心理念是“以光代電”，即采用激光束代替電子信號傳輸數據，將光學器件與電子元件整合至一個獨立的微芯片中。在硅片上用光取代傳統銅線作為信息傳導介質，大大提升芯片之間的連接速度。根據Intel的硅光子產業發展規劃，硅光模塊產業已經進入快速發展期，2022年，硅光子技術在每秒峰值速度、能耗、成本方面將全面超越傳統光模塊，這說明硅光技術越來越成熟，即將進入規模商用階段。
據Light Counting預計，2021—2026年硅光方案市場份額持續提升，2020年硅光市場規模大約在 20 億美元左右，預計到2026年硅光市場規模將接近80億美元，硅光市場份額有望從25%提升至50%以上。值得注意的是，隨著千兆光網建設的持續推進，10GPON尤其XGS-PON需求持續強勁。根據LightCounting預測，2023年全球PON光模塊市場規模將接近16億美元，其中10G PON光模塊市場規模約為12億美元。
沖刺400G及以上更高速率
在G.654.E光纖方面，王光全認為，新建光纜必須考慮400G及更高速率WDM系統的承載需求，G.654.E光纖適合于承載骨干及城域網400G系統傳輸性能，已成為400G及更高速率WDM系統應用的主要光纖選擇。據悉，中國聯通已經聯合產業伙伴建成全球首個電信運營商建設的陸地G.654.E光纜工程，充分驗證其性能，引領光纖光纜發展方向；提交多篇ITU文稿，成功推動G.654.E光纖納入200G/400G WDM系統（ITU-T G.698.2）的標準化中。
在波段擴展技術方面，業界正在推動從C波段擴展向C+L波段擴展方向發展，希望能夠以此進一步提升單纖容量。中國電信北京研究院院長張成良表示，國內產業界已經規模商用C波段擴展，擴展C+L波段會基于擴展C波段，繼續在L波段上進行擴展。不過，L波段擴展方案有多種可能，頻譜窗口的位置和大小還沒完全確定，有待進一步研究。
在100G和100G+時代，擴展波段技術在保證DWDM系統傳輸距離不變的情況下，不斷推動容量翻倍增長。擴展C波段為國內產業界提出并推動，目前80波×200G已規模商用，擴展C+L預期支持下一代速率和系統走向80波×400G。從產業界研究進展情來看，預計2023—2024年擴展C+L波段系統可成熟。當然，頻譜擴展未來還有較大的挖掘空間。比如，S+C+L波段有13THz光纖低損窗口，整個O+E+S+C+L波段可用頻譜帶寬可達到54THz。但是，擴展波段有很多技術問題需要解決，需要整個產業界共同推動。
張成良表示，在光纖光纜方面，需要進一步優化光纖損耗、截止波長、非線性等性能。在光電器件方面，需要從電層到光層各個關鍵器件的創新，包括光放、WSS、激光器、調制器等。盡管如此，擴展C波段已商用，擴展L波段即將成熟，預計下一個擴展熱點為擴展O波段。在千兆城市建設的助推下，光通信市場迎來了新的增長周期，與此同時，光通信產業也正在向更尖端的技術研究進發，為下一代光通信網絡發展蓄力。