數(shù)字化浪潮席卷全球的形勢(shì)下，5G-A、AI、大模型、萬(wàn)物智聯(lián)等新興技術(shù)已經(jīng)成為第四次工業(yè)革命的核心引擎。數(shù)字化時(shí)代，數(shù)據(jù)、算法、算力成為人工智能發(fā)展的基礎(chǔ)資源，共同推動(dòng)人工智能不斷向前發(fā)展，缺一不可。海量的數(shù)據(jù)、超強(qiáng)的算力、爆炸式的信息流量增長(zhǎng)，意味著信息傳輸網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)需要“更高的帶寬、更低的時(shí)延、更強(qiáng)可靠性”，光電線纜行業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)必須超前發(fā)展的配套產(chǎn)業(yè)，更具有新的創(chuàng)新需求和發(fā)展前景。

1  光纖光纜及產(chǎn)業(yè)鏈簡(jiǎn)述

1.1 光纖

光纖是根據(jù)光在媒介中傳輸時(shí)，遇到不同的折射率會(huì)發(fā)生反射的原理，通過(guò)控制石英玻璃纖維的折射率沿軸向按照一定規(guī)律分布而設(shè)計(jì)和制造的石英玻璃纖維，保證光在纖維中傳輸。

光纖是優(yōu)良的傳輸媒介，一根外徑僅125μm的光纖，傳輸速率可達(dá)40Gbps、100Gbps、400Gbps甚至更高，遠(yuǎn)超同軸電纜的傳輸能力。當(dāng)前，光纖的傳播速率還在不斷創(chuàng)新和提升中。

1.2 光傳輸網(wǎng)絡(luò)是數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施的核心底座

在AI浪潮席卷全球的當(dāng)下，算力需求呈爆發(fā)式增長(zhǎng)，光通信網(wǎng)絡(luò)承載著海量的信息流量，是數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施的核心底座。從新型光纖的技術(shù)發(fā)展來(lái)看，超低損光纖、空分復(fù)用光纖、空心光纖是三大重點(diǎn)方向，可助力光纖通信網(wǎng)絡(luò)的性能提升。

1.3 光纖光纜產(chǎn)業(yè)鏈簡(jiǎn)述

光纜是由一根或多根光纖組成的通信線纜，用于光信號(hào)傳輸。光纖是質(zhì)地脆弱的玻璃纖維，為適應(yīng)應(yīng)用場(chǎng)景，必須采用各種技術(shù)、材料對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，需要具備抗張強(qiáng)度、抗側(cè)壓、耐氣候、阻燃性能、抗紫外線輻射等性能要求。

光纖光纜產(chǎn)業(yè)鏈的上游主要是為行業(yè)提供各種各樣的原材料、各種先進(jìn)的技術(shù)裝備、為行業(yè)提供制造過(guò)程控制和產(chǎn)品驗(yàn)證的各種計(jì)量檢測(cè)儀器儀表，以及適應(yīng)光纖光纜行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的各種解決方案。

光纖光纜產(chǎn)業(yè)發(fā)展動(dòng)力來(lái)源于下游產(chǎn)業(yè)，包括電信市場(chǎng)、智能電網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心、軌道交通、醫(yī)學(xué)激光、軍事傳感等領(lǐng)域的發(fā)展需求。

2  光纖光纜產(chǎn)業(yè)鏈下游發(fā)展概況

2.1 全球5G、人工智能、大模型引擎發(fā)展迅速

2018年6月，GPT-1問(wèn)世，成為具備學(xué)習(xí)并掌握通用語(yǔ)言知識(shí)和能力的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。

2022年年底發(fā)布的GPT-3.5大模型在全球范圍內(nèi)引發(fā)了前所未有的關(guān)注與熱潮。它不僅推動(dòng)了人工智能從學(xué)術(shù)研究向?qū)嶋H應(yīng)用領(lǐng)域的跨越，更引領(lǐng)了行業(yè)的更新與變革。

2023年3月，OpenAI推出新一代人工智能預(yù)訓(xùn)練AI模型GPT-4（多模態(tài)大型模型），讓AI技術(shù)有了顛覆性的進(jìn)展。

2024年2月，視頻大模型Sora發(fā)布。它不只是簡(jiǎn)單的視頻生成工具，更被稱為一個(gè)能夠改變時(shí)代的“世界模型”。

數(shù)字化快速發(fā)展，現(xiàn)實(shí)世界與數(shù)字化完美融合，5G、人工智能、大模型引擎工業(yè)革命空前高漲。

2.2 我國(guó)5G、AI、大模型發(fā)展令人矚目

超級(jí)計(jì)算機(jī)和量子技術(shù)嶄露頭角，AI技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始在語(yǔ)音識(shí)別、圖像識(shí)別、自然語(yǔ)言處理等各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

在ChatGPT誕生后的7個(gè)月內(nèi)，中國(guó)就誕生了64個(gè)大模型。2023年被視為中國(guó)大模型的發(fā)展元年：中國(guó)頭部科技企業(yè)（阿里、百度、騰訊、華為、字節(jié)等）、新興創(chuàng)業(yè)公司（百川智能、智譜、MiniMax等）、傳統(tǒng)AI企業(yè)（科大訊飛、商湯科技等）以及高校研究院（復(fù)旦大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院等）等都在加速大模型領(lǐng)域的投入。

2025年1月，DeepSeek-R1發(fā)布并同步開(kāi)源模型權(quán)重。與ChatGPT相比，DeepSeek技術(shù)不相上下，但其投資僅為前者的1/70。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)人工智能已形成完整的產(chǎn)業(yè)體系，進(jìn)入世界第一梯隊(duì)，多模態(tài)的對(duì)話大模型成為新的增長(zhǎng)引擎。

2.3 通感一體化助力光纖光纜快速發(fā)展

光纖既是非常好的信息傳輸媒介，也是很好的傳感產(chǎn)品，在數(shù)字化的時(shí)代，光纖傳感發(fā)展非常迅速。分布式光纖傳感應(yīng)用場(chǎng)景有大壩、山體、公路、石油、化工、管道、鐵路、城軌、隧道、電力、光纜線路等。

2.4 通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋建設(shè)的驅(qū)動(dòng)力

光纖光纜行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展受益于信息高速公路的延伸和覆蓋，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)覆蓋包括但不限于：電信網(wǎng)絡(luò)、廣電網(wǎng)絡(luò)、智能交通、智能電網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心、醫(yī)療衛(wèi)生、安防與國(guó)防工業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)和智能設(shè)備等。

3  光纖光纜創(chuàng)新需求

光通信網(wǎng)絡(luò)遍及各個(gè)角落，光纖光纜作為不可替代的傳輸媒介，千變?nèi)f化的技術(shù)性能和光纖光纜結(jié)構(gòu)不斷推陳出新。

3.1 光纖技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展

3.1.1 多模光纖創(chuàng)新發(fā)展

多模光纖的技術(shù)創(chuàng)新主要圍繞帶寬性能、彎曲性能、低損耗等。其中，OM5多模光纖可實(shí)現(xiàn)短波長(zhǎng)波分復(fù)用。

3.1.2 光纖耐微彎創(chuàng)新發(fā)展

光纖的耐微彎性能非常重要，影響著光纖對(duì)應(yīng)用場(chǎng)景的適應(yīng)性。彎曲不敏感光纖具有較低的彎曲附加損耗，并滿足長(zhǎng)期處于彎曲狀態(tài)下機(jī)械性能可靠的要求，使用壽命亦滿足要求。

光纖的耐微彎性能也在不斷地創(chuàng)新和優(yōu)化，如目前G.657系列光纖具有出色的耐彎曲性能。彎曲不敏感光纖技術(shù)對(duì)于光纖設(shè)計(jì)和制造非常重要，如光纖的細(xì)徑化、多芯光纖、超低損耗大有效面積光纖的設(shè)計(jì)制造。

3.1.3 超低損耗大有效面積光纖創(chuàng)新優(yōu)化

2024年是400G長(zhǎng)途骨干網(wǎng)商用元年。從高速傳輸技術(shù)發(fā)展來(lái)看，G.654.E光纖是400G及未來(lái)超高速技術(shù)的首選光纖，并已在400G時(shí)代大規(guī)模應(yīng)用。未來(lái)，G.654.E光纖優(yōu)化方向?yàn)椋河行娣e歸一化，從當(dāng)初110μm2和130μm2共存，逐步歸一到130μm2；C波段和L波段衰減譜更加平坦，降低1612~1625nm波長(zhǎng)范圍的衰減，這將有利于大規(guī)模地部署G.654.E光纖，便于施工和維護(hù)。

3.1.4 細(xì)徑光纖（G.652）

細(xì)徑光纖是光纖結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新優(yōu)化，是在確保光纖性能條件下，從光纖的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、涂覆材料以及內(nèi)外涂層比率等方面優(yōu)化，減小光纖直徑，滿足大芯數(shù)光纖光纜高密度外徑小型化。以250μm光纖截面積為基準(zhǔn)，200μm、180μm、165μm的光纖，其截面積下降分別為36%、48%及56%。

光纖細(xì)徑化也是提高光纜線容量、降低綜合成本的有效方法。經(jīng)試驗(yàn)，根據(jù)不同包層直徑的選擇，光纖微彎性能優(yōu)劣順序?yàn)?0μm、80μm、125μm、70μm。

3.1.5 少模光纖

少模光纖能夠支持多個(gè)但數(shù)量有限的光傳輸模式，支持模分復(fù)用，提升傳輸容量。這種特性使得少模光纖在某些應(yīng)用場(chǎng)景具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

3.1.6 多芯光纖

多芯光纖是繼超低損耗大有效面積光纖、細(xì)徑光纖、少模光纖之后的又一空分復(fù)用光纖，其一根光纖中含有多個(gè)纖芯，光纖容量成倍提高。此外，多芯光纖中各纖芯分布在不同的空間，會(huì)對(duì)周圍環(huán)境參數(shù)的變化產(chǎn)生不同的響應(yīng)，這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)備受傳感領(lǐng)域的關(guān)注，因而廣泛應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域、飛機(jī)的智能蒙皮、建筑物健康，應(yīng)力測(cè)試等重要領(lǐng)域。

創(chuàng)新方向?yàn)槟赴舻拈L(zhǎng)距離精密打孔技術(shù)、多孔母棒組熔縮延伸技術(shù)、低串?dāng)_控制技術(shù)、多芯光纖熔接技術(shù)，以及規(guī)?；统杀局圃旒夹g(shù)，并形成統(tǒng)一的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)等。

3.1.7 空心光纖

空心光纖憑借“五低一寬”（低時(shí)延、低損耗、低非線性、低色散、低功耗、寬頻譜）技術(shù)，拓展全新應(yīng)用維度，最具顛覆性。

空心光纖受纖芯材料特性限制小，具備可填充液體或氣體的高度靈活性等優(yōu)勢(shì)。

目前，反諧振三管嵌套空心光纖刷新光纖衰減系數(shù)記錄，光纖損耗在1310nm、1550nm和1625nm的最高損耗為（0.14±0.03）dB/km、（0.06±0.03）dB/km、（0.08±0.04）dB/km。

3.1.8. 耐高溫光纖

萬(wàn)物智聯(lián)的時(shí)代，光通信網(wǎng)絡(luò)無(wú)處不在，光纖的纖芯屬于石英玻璃，熔點(diǎn)大約為1700℃，具有良好的高溫性能。但是，光纖的涂覆材料為丙烯酸酯聚合物，工作溫度范圍為-60～85℃，高溫下極易發(fā)生熱老化和熱氧老化，導(dǎo)致對(duì)光纖的保護(hù)失效。

目前有機(jī)硅涂層光纖使用溫度可擴(kuò)展到200℃溫度段，聚酰亞胺涂層光纖使用溫度可擴(kuò)展到300℃溫度段。金屬涂覆光纖使用溫度可達(dá)400℃以上，光纖的耐高溫性能仍為創(chuàng)新課題。

3.2 光纜產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新分析

3.2.1 G.654.E光纖光纜創(chuàng)新優(yōu)化

超低損耗大有效面積G.654.E光纖備受長(zhǎng)途通信干線建設(shè)關(guān)注。中國(guó)聯(lián)通提出，采用G.654.E光纖建設(shè)“新八縱八橫”國(guó)家骨干網(wǎng)，同時(shí)G.654.E光纖應(yīng)用將加速向城域網(wǎng)下沉，進(jìn)一步擴(kuò)大G.654.E光纖需求。據(jù)中國(guó)聯(lián)通研究院總師王光全在2024年世界光纖光纜大會(huì)上的介紹，國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商長(zhǎng)途干線采用G.654.E光纖約在10萬(wàn)公里左右。

G.654.E光纖是400G及未來(lái)Tbit/s超高速傳輸技術(shù)的首選；推進(jìn)G.654.E光纖光纜制造，創(chuàng)新光纜技術(shù)，將使G.654.E光纖光纜適應(yīng)千變?nèi)f化的場(chǎng)景。

3.2.2 積極采用細(xì)徑光纖，使光纜低成本細(xì)徑化

當(dāng)前，光纜結(jié)構(gòu)成本增長(zhǎng)、城市管道資源匱乏，光纜結(jié)構(gòu)尺寸需要最小化，采用細(xì)徑光纖是解決方案之一。普通光纖直徑為250μm，在纜中占用面積為0.049mm2，采用直徑為180μm的細(xì)徑光纖，纜中占用空間面積僅為0.025mm2。

目前我國(guó)細(xì)徑光纖的直徑主要有200μm、180μm，但其應(yīng)用還有待推進(jìn)。

3.2.3 采用少模光纖技術(shù)設(shè)計(jì)制造光纜，提高光纖容量

少模光纖用于模分復(fù)用技術(shù)，不同模式在光纖的分布不同，實(shí)現(xiàn)空分復(fù)用。但信號(hào)傳輸時(shí)，傳輸媒介對(duì)外界作用比較敏感，這也要求光纜的制造技術(shù)需要?jiǎng)?chuàng)新優(yōu)化，降低光纖對(duì)外界的敏感性。

3.2.4 采用多芯光纖設(shè)計(jì)制造光纜，極大提高光纖容量

同等幾何尺寸的光纖內(nèi)含有多個(gè)纖芯，光纖設(shè)計(jì)制造過(guò)程中除了要考慮纖芯的分布精準(zhǔn)、穩(wěn)定，提高纖芯的耐微彎性能外，在光纜制造中，一定要?jiǎng)?chuàng)新工藝技術(shù)，確保光纜的性能穩(wěn)定，方便工程應(yīng)用。

3.2.5 采用空心光纖，推進(jìn)空心光纖商用化

空心光纖完全不同于普通光纖，其傳輸帶寬很大程度上由包層的光子帶隙決定，芯的尺寸和形狀以及空心周圍材料分布的微小變化都會(huì)影響光纖的光學(xué)性能。因此，結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和相關(guān)制造工藝需要具備很高的技術(shù)水平，光纜的設(shè)計(jì)和制造也面臨著較高的創(chuàng)新任務(wù)。

3.2.6 其他光纜產(chǎn)品創(chuàng)新研究

①采用聚丙烯二次被覆的光纜，優(yōu)化耐彎折、相容性好、低成本光纜；

②創(chuàng)新氣吹微纜、微簇光纜、蛛網(wǎng)光纖光纜等；

③創(chuàng)新防鼠光纜技術(shù)，包括防生物傷害微型光纜；

④開(kāi)發(fā)各類海洋光纜、船載光纜等；

⑤開(kāi)發(fā)各種耐高溫光纜以及耐火光纜；

⑥開(kāi)發(fā)各種遙控光纜，滿足智能化遙控需求，以及光纖制導(dǎo)光纜；

⑦開(kāi)發(fā)適應(yīng)于地基、空基、天基等三位一體的耐輻射、抗氫損、重量輕等要求的特殊光纜（航空航天機(jī)載光纜）；

⑥開(kāi)發(fā)各種應(yīng)用環(huán)境光纖傳感光纜。

4  光纖光纜制造裝備創(chuàng)新研究

4.1 光纖預(yù)制棒技術(shù)裝備

4.1.1 少模光纖預(yù)制棒制造技術(shù)與裝備；

4.1.2 超低損耗大有效面積光纖預(yù)制棒沉積技術(shù)與裝備；

4.1.3 多芯光纖預(yù)制棒制造技術(shù)創(chuàng)新與裝備；

4.1.4 空心光纖預(yù)制棒制造技術(shù)與裝備。

4.2 光纖拉制技術(shù)裝備

4.2.1 細(xì)徑光纖預(yù)制棒和拉絲裝備技術(shù)創(chuàng)新；

4.2.2 多芯光纖拉絲技術(shù)裝備創(chuàng)新；

4.2.3  空心光纖拉絲技術(shù)裝備創(chuàng)新；

4.3 光纖光纜檢測(cè)儀器儀表及配套裝備

4.3.1 少模光纖檢測(cè)儀器儀表；

4.3.2 多芯光纖熔接技術(shù)裝備；

4.3.3 空心光纖熔接技術(shù)裝備；

4.3.4 高端光纖預(yù)制棒檢測(cè)儀器儀表；

4.3.5 氣相沉積工藝控制折射率、光纖拉絲直徑控制等相關(guān)控制儀器儀表；

4.3.6 大力開(kāi)發(fā)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工業(yè)應(yīng)用軟件，加速信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化；

4.3.7 推進(jìn)5G-A、6G、大模型應(yīng)用解決方案，推進(jìn)光纖光纜制造智能化。

4.4 光纜技術(shù)裝備

4.4.1 氣密光纜技術(shù)裝備創(chuàng)新；

4.4.2 光纖水聽(tīng)器相關(guān)技術(shù)裝備創(chuàng)新；

4.4.3 采用特種光纖（少模光纖、多芯光纖、空心光纖）成纜技術(shù)裝備；

4.4.4 蛛網(wǎng)光纖技術(shù)裝備；

4.4.5 高溫光纜技術(shù)裝備（如氟塑料擠制裝備）；

4.4.6 光纖陀螺儀（慣導(dǎo)系統(tǒng)零漂移）、激光手術(shù)光纖（鈥激光碎石）、內(nèi)窺鏡成像（多模傳像束）；

4.4.7 光纖電流互感器的制造。

5  光纖光纜材料創(chuàng)新需求

5.1 預(yù)制棒核心材料

開(kāi)發(fā)高純石英材料，包括高純四氯化硅、四氯化鍺等氣體。

5.2 開(kāi)發(fā)高性能光纖涂覆材料、耐高溫涂覆材料

5.3 氣密光纜用填充材料

水密光纜填充的難題被遇水膨脹材料迎刃而解，氣密光纜的填充材料存在很多課題待研究。

5.4 開(kāi)發(fā)高聲敏性光纜材料

高聲敏性光纜材料對(duì)聲波比較敏感，可用于水聽(tīng)器光纜應(yīng)用。聲敏材料可以是金屬材料、高分子材料以及復(fù)合材料。

5.5 開(kāi)發(fā)光纜用性價(jià)比較高的氟塑料護(hù)套材料

5.6 開(kāi)發(fā)耐彎折、扭轉(zhuǎn)、耐磨、高柔性等要求的線纜材料，滿足人工智能裝備，機(jī)器人用線纜等

本文轉(zhuǎn)自【電線電纜網(wǎng)】，僅做分享，如有侵權(quán)，聯(lián)系必刪！