今年世界上,传输损耗极低的光纤的总敷设长度,足以围绕地球10圈以上。
1983年耗费在光纤通信设备和线路敷设方面的资金,将继续大幅度地增长,这主要是由于各项大规模的光纤通信计划所促成的。尽管全世界经济衰退,但是全世界光纤市场的总销售额,估计将由1982年的4亿4千万美元,增至今年的6亿2千万美元,即增长41%。
1982年,全世界大约敷设了17万公里的光纤,今年,总的敷设量将肯定超过27万公里。其中,电话中继线路的敷设将占相当大的比例。美国贝尔系统所属的西方电气公司,迄今已敷设了20万公里的光纤,美国敷设的光纤量占世界上大部分。英国、法国、西德和日本在近几年里也增加了敷设数量。同时,宽频带的大规模综合光纤通信网络的建造工作,无论在欧洲、加拿大或日本,均在继续进行之中。法国的比亚利茨的光纤综合通信网络,很可能是世界上第一个多功能的完善网络。预计今年晚些时候将为用户开始服务。
美国的电信业
美国在光纤敷设的绝对数量方面,居世界首位。根据凯斯勒(Kessler)市场情报公司的预测,今年光纤的出厂产量将达到23万公里,而1982年仅为13万公里。1983年,仅光缆一项的产值就达1亿3千万美元,如果连同构成光纤通信系统的其他部位,产值必将超过1亿8千万美元。
美国贝尔系统再一次占有最大的比例,今年预计的光纤出厂产量,总计可达20万公里左右,1982年为12万公里。
贝尔系统代表性的光纤线路,是两条沿着美国东海岸和西海岸伸展的超级光纤中继线路。“东北走廊”线路由马塞诸塞州伸延至弗吉尼亚州。而太平洋电站和电报公司所承造的“南北光纤计划”将使萨克拉曼多市、洛杉矶市和加利福尼亚州的其他城市联接起来。
上述两条光纤中继线路将传输多模90兆比特/秒的信号,而第一期工程于1983年2月开通使用。波分多路复用技术将使这些中继线路,随着将来通信量增长的需要,可以用高至270兆比特/秒的速率传输。
贝尔系统发展计划的主要目标,是横跨大西洋的所谓TAT-8计划,预计于1988年左右敷设。该系统将由一些国家的电信当局和私营公司所组成的国际集团所拥有,于今年3月将正式对该系统投标。
另外,在美国本土和夏威夷群岛之间也将敷设海底光缆,敷设日期与TAT-8计划相似,它将由贝尔系统敷设和拥有。
此外,贝尔系统以外的各电话公司也忙于敷设光纤中继线路,主要是各中央办公大楼之间的联接线路,传输速率为DS-3速率,即45兆比特/秒,或者是该速率的倍数。泰尔科斯(Telcos)公司对早期敷设的光纤线路所做的成本调研表明,高传输速率光纤线路系统,在建造、敷设和经营维护方面,其费用较电缆系统便宜。从去年起,长波长(1300毫微米)光纤传输系统,就比短波长(850毫微米左右)光纤系统,在市场的销售方面,开始有较大的增长。这些光纤系统的中继间隔距离较大,因而成本也较短波长光纤系统为低。
然而,独立系统的各公司,就像贝尔系统那样。由于美国经济停滞和陷入衰退,因而放慢了它们的光纤线路建设计划。
光纤通信市场的下一个最大难题是,光纤究竟以怎样的速度被应用到用户回线中,因为用户回线一向在电缆市场的销售中占首位。若干家独立系统的公司,正在出售传输速率为DS-1和DS-2(即1.5兆比特/秒和6兆比特/秒)的光纤系统,而西方电气公司则开始制造SLC-96型光纤用户回线。
光纤在美国电子计算机和工业中的应用
每年,越来越多的光纤制造厂商跻身于光纤数据传输市场,并且一再宣传光纤数据传输系统的特殊优越性,诸如传输频带宽,无中继间隔距离长、不受电磁场干扰、保密性高和电气绝缘等等。
这些光纤制造厂商在等待定货,但是它们往往是失望的,因为整个光纤数据传输市场的增长较预期的要慢。
市场增长呆滞的主要原因有两个。首先是一般的电子工程技术人员往往对光纤技术不甚了解,他们没有任何特殊的理由被光纤技术所吸引。其次,光纤数据传输系统可能成本较电缆系统为高。
随着大量适应市场需要的新产品继续不断地涌入光纤数据传输市场,而其中有些已开始大量生产,因此,上述造成市场呆滞的因素正在逐渐消除。
美国在民用电子计算机和工业方面,包括生产过程控制方面光纤设备的总销售额,1982年大致为3千万美元,1983年增至4千万美元。约有36家以上的制造厂商分享这一增长的利润。
整个光纤数据传输市场,大致可以粗分为两个方面,叩点对点的传输线路,以及数据网络。去年,在市场上曾出现很多供点对点传输用的光纤新产品,其中有很多是可以安装在印刷电路板上使用的。另外,还设计制造了一些成本低廉的塑料光纤线路,用以在数公尺以上的距离内传输数千比特/秒的数据信号。其他的光纤数据尖端产品有,能够在中央处理装置与外围设备相距数公里的情况下,以100兆比特/秒的传输速率传输数据信息的光纤线路。
至于在局部性的光纤数据网络方面,最近数月来,全世界的境况都相当窘迫,已有六家制造厂商准备生产标准化的大路产品。而在美国,也没有任何一家制造厂商积极地在供应局部性的光纤数据网络,虽然这种市场的呆滞状况是可以迅速改变的。到目前为止,美国所销售的传统性的数据网络系统,还是相当有限的,但是,今年可望有显著地增长。
此外,光纤应用于电子计算机内部连接的研究工作还在继续进行。但是近期内不可能应用于电子计算机的生产方面。令人鼓舞的迹象却不断传出,诸如在贝尔系统所制造的ESS-5型电话交换系统中,已广泛采用光纤来传输32兆比特/秒的信号。
美国的宽频带综合网络和其他应用
目前,时代光纤通信公司正在建造的供美国有线电视传输使用的所谓微型中枢光纤系统,代表了该国最初的宽频带光纤综合网络,该网络能提供与用户家庭之间的相互传输,但不包括电话通话传输。
去年,时代光纤通信公司签订了一项包括40,000以上用户的施工合同,平均每户的光部件费用(包括光缆)约为100美元左右。尽管今年对有线电视来说是较艰难的一年,但是,时代光纤通信公司的业务,看来却颇有前途。
另外,时代光纤通信公司在有线电视的光纤中继线路方面,经营是不错的,迄今为止,该公司控制了大部分的市场。
今年,用于有线电视的光纤的总销售额,大概将超过1千万美元。去年,美国威斯康辛州密耳瓦基市(Milwanke)曾初步通过一项计划,利用光缆作为中继线路以联接各光纤中枢系统以及由中枢系统所延伸出的星形网络,该计划将耗费600公里左右的光纤。其他城市也可能批准类似的光纤网络计划。
除了上述的这些有线电视光纤系统外,美国远没有公布过其他的宽频带光纤用户综合网络。但是,佛罗里达电话公司所实施的“现代城市”计划,也将利用光缆通往用户家中,以提供相互的信息传输。
其他方面的应用:电力业已开始沿着高压输电线路安装光纤传输系统,以传输信息和控制信号。光纤在闭路电视方面的应用也正在普及,今年的销售金额几乎可达到200万美元。光纤在汽车制造中的应用,目前仍处于试验性的阶段。虽然有一家尼森(Nissan)汽车公司已在生产的样车上使用了光纤线路,但是这种样车仅试制了数百辆。另外,光纤在地球物理数据传输与存储方面的应用,也是另一个有前途的市场,目前仍处于发展之中。
光纤在美国军事方面的应用
随着光纤技术的迅速提高以及第一批计划的投入使用,美国军方用于光纤通信方面的开支正在不断增长。去年,总的开支大概为5千5百万美元左右。今年猛增至8千万美元。其中用于光纤研究和发展方面的费用,约占一半不到一点。当然这些数字不包括机密的光纤计划以及用于光纤传感器的研究费用。
军方已计划施工的光纤线路和网络大概有86条左右,其中包括供战略空军司令部使用的指挥和控制网络,以及改进的南朝鲜防御通信网络,后者的光缆伸展距离达567公里。
目前已投入使用的最大光纤线路计划有:陆军用于无线电遥测的GRC-206;空军的陆基巡航导弹的发射车辆控制系统;陆军的战术通信枢纽连接系统TYC-39。还有很多用于雷达遥控的光纤系统也正在建造之中。
今年,陆军的光纤长途传输系统也将投入使用;国际电报电话公司(ITT)的国防通信部是最早的工程承包者,总费用预计为1,640万美元。另一个重要的光纤计划是空军总体战术通信电缆更换计划,GTE通信公司和TRW公司均提出了竞争的夺标方案。陆军的TOG-M计划,也正接近于投入使用阶段,该计划是利用光纤对正在飞行中的导弹传递控制信号。
军用光纤系统主要用于陆基的战术方面,其他方面的应用正在研究之中。马林(Marine)公司所制造的“猎兔狗”喷气强击机中,采用了一段光纤数据线路,这种线路也正在试用于其他的飞机之中(包括B-1型战略轰炸机)。
另外,海军也准备在舰队中采用光纤技术,如宙斯(Aegis)防空巡洋舰上的雷达线路。光纤在水下的应用也有极广泛的前途,它体积小、重量轻,是很突出的优点。
日本
1982年,日本在光纤技术的发展和应用方面,成绩是卓著的,主要表现在三个方面:光纤电话中继线路系统大量地向美国和其他国家出口;在陆上和海底均试验了单模光纤通信系统;在建立依靠大量光纤的国家宽频带综合网络方面取得了进展。
日本电气公司和富士通公司在光纤线路的出口销售方面保持着优势。日本电气公司成功地将光纤中继线路销售给美国贝尔电话系统以及独立系统的各公司。去年,日本电气公司还在阿根廷敷设了一条数字化的光纤线路,耗用光纤8000公里左右。这条长波长光纤系统的传输速率为34和140兆比特/秒。
富士通公司则继续在中国香港敷设光纤电话线路,1985年完成后,光纤的总敷设量超过7000公里。其中包括短波和长波光纤通信线路。富士通公司在大型光纤中继线路计划的投标方面,无论在美国或其他国家,都是一个强有力的竞争对手,据说,该公司很快就将推出海底光纤通信系统。
日本有三家最大的光缆供应公司,即住友电气工业公司、古河电缆公司和藤仓电缆公司。它们总的光纤年产量,根据日本报刊的统计,大约为24万公里。其中,住友电气工业公司是全国最大的光纤制造厂,计划在美国开设光缆工厂。其目前的光纤年生产能力,每年可达12万公里。这就使得它成为世界上第三个最大的光纤供应者,仅次于西方电气公司和康宁玻璃公司。
1982年,“三菱 - 瑞安”公司买下了杜邦公司的塑料光纤生产线,看来,“三菱 - 瑞安”公司在数据通信用塑料光纤的生产方面,居于世界的支配地位。
同时,日本的科技工作者,还在扎实地不断进行研究工作,成果丰硕。诸如:日本电报电话公司完成了104公里无中继的光纤传输,其传输速率为400兆比特/秒;住友电气工业公司利用轴向气相沉积法拉制出极大数量的光纤,达300公里;日本国际电信电话公司成功地在海底1.3公里的深水中完成了海底光纤通信试验,线路全长50公里,传输速率300兆比特/秒。另外,耗资7900万美元的发展光电子线路的多年计划,在政府和工业部门的赞助下仍在继续进行。
到目前为止,日本电报电话公司已经敷设了一打左右的光纤电话中继线路。另外,在光纤应用的其他方面,包括电站信息传输、交通运输业信息传输以及生产程序控制等方面,光纤虽然也被广泛应用,但是数量仍是有限的。
今后数年内,上述各方面的应用,肯定会受到目前正在建造的宽频带综合通信网络的抑制影响。
在七十年代后期,日本的科技人员在光纤宽频带高传真图像信息传输系统方面一直是领先的。现在,政府又承担起“国家综合信息网络”系统的建造任务。该网络将同时传输电话、数据、传真电报和图像信号。这一网络系统的各方面,包括长途中继线路、局间线路以及用户回线等,均大量依赖于光纤。
作为这项计划的一部分,日本电报电话公司准备建造一条单模光纤的传输干线,将北方岛屿北海道和南方岛屿九州联接起来,全长2000公里左右。1982年末,还完成了一条80公里长、传输速率为400兆比特/秒的光纤线路的试验。
在东京的两个郊区,正在敷设一条试验性的用户回线系统,明年将开始试验,预计1985年第一条商业性的用户回线系统将开始营业。
该试验性用户回线系统,将在4兆赫频段传输模拟的图像和电话信号,同时传输数字化的电话、传真电报和其他数据信号,传输速率为6兆比特/秒和64千比特/秒。该系统将同时传输四种波长的光波。
欧洲综述
法国、西德和英国雄心勃勃地计划在九十年代中,将宽频带综合通信网络通往私人用户家中,并考虑该网络同时传输有线电视,以便有可能弥补较高的敷设费用。
光纤技术的支持者(首先是联邦电信当局和国内电信设备制造商)声称,尽管同轴通信电缆系统成本较低廉,但是它只能单向传输有线电视节目,同时,在技术上依赖于美国。而光纤通信系统可以在将来实施双向传输,进之还有可能促进这门颇有输出前途的技术在国内蓬勃发展。
目前,光纤电话中继线路的敷设正方兴未艾、迅速增长,在电子计算机和军事应用方面似乎仍有限。
在欧洲敷设光纤数量最多的是英国,欧洲的大多数光纤电话中继线路,均由英国电信公司敷设,该公司宣布,去年7月进行了非标准化特殊光纤系统的第三轮订货、这是非标准化设备的最后一次定购,上述的所有系统将于1985年以前开通使用。
1983年春天,英国电信公司将进行新的标准化规格的光纤线路的大量招标。从1985年起,英国也信公司每年将订购100条以上的光纤线路,其传输速率均为140兆比特/秒。这种敷设速度几乎是英国以往同轴电缆中继线路最高敷设速度的一倍。根据英国电信公司声称,至1990年,英国全国的一半电话中继线路将采用光缆。
英国当局对标准化光纤线路的第一次测试,将于1984年在三条新的光纤线路上进行。这些线路的设计是尽可能地配备本国制造的光缆和终端设备。每条线路均由8根光纤所构成的光缆组成,并且将总的通信线路长度分为四段,由四家光缆制造公司(电话电缆公司,标准电话电缆公司,庇雷里(Pirelli)公司和BIGC公司)各为线路提供一段敷设的光缆。同时,英国各家终端设备的制造厂商将在整个线路两端的一对光纤上进行系统试验。
上述的三条线路是:伦敦汇接网络中34兆比特/秒的光纤线路;英国曼彻斯特市与赫伊珊市之间140兆比特/秒的多模光纤连接线路;以及伯明翰市和曼彻斯特市之间的单模140兆比特/秒中继线路(该线路的中继装置是埋没在地下的)。
特别是电信公司和BICC公司通力协作,赢了英国电信公司1982年非标准化特殊光纤通信系统投标(POLS-3计划)中的大部分定购。英国电信公司官员声称、价格是这轮投标中的唯一考虑因素。
此外,以电缆无线电公司为首的国际财团计划建造一个利用单模光纤的数据通信网络,即所谓的“水星”计划,“水星”计划的第一条线路将耗费1300公里的光纤,27个月内完成。另一条是伦敦与伯明翰之间的光缆线路,将于1983年年底开通使用。
1982年12月,英国政府声称,再拨款4千9百万美元,以资助光纤的研究和发展,这是1931年开始执行的通过工业部资助的4千1百万美元以外的拨款。
[Fiberoptics Report,1983年1月3日]