PLC分路器技术综述

来源C114网光分路器是FTTH光器件中的核心，它蕴藏着极大的增长潜力，将成为FTTX市 场增长的主要驱动,无疑将对光通信制造业带来了生机和挑战,同时也给光通信企业 带来再一次高速发展的空间。本文综述了 PLC 分路器市场、产业情况及技术发展 现状。对PLC芯片、光纤阵列及耦合封装工艺技术的发展进行了浅析。1. 引言当前，我国FTTx（光纤接入网建设逐步展开，三大运营商及广电系统都确定了“加 快光进铜退、推进接入网战略转型”的思路，实现FTTC（光纤到路边、FTTB（光纤到 大楼、FTTH（光纤到家庭、FTTD（光纤到桌面、三网融合（语音网、数据网、有线电 视网等多媒体传输以及PDS（综合布线系统方案。要建成全光纤网络，除了需要各种 各样结构配线光缆、引入光缆实现光纤网络的接续和再分配外，在 E-PON、 G-PON 技术中，还大量需要光分路器来最终完成光纤到户的目的。FTTx系统由局端机房设备（OLT、用户终端设备（ONU、光配线网（ODN三部分 组成。ODN作为FTTx系统的重要组成部分，是OLT和ONU之间的光传输物理通 道，通常由光纤光缆、光连接器、光分路器以及安装连接这些器件的配套设备组 成。从局端机房的ODF架到光缆分配点的馈线段,作为主干光缆，实现长距离覆盖； 从光缆分配点到用户接入点的配线段，对馈线光缆的沿途用户区域进行光纤的就近 分配；用户接入点到终端的入户段由蝶形引入光缆来完成，而所有分支及接点连接均 由光分路器完成并实现光纤入户。光分路器是FTTH光器件中的核心，它蕴藏着极大的增长潜力，将成为FTTX市 场增长的主要驱动，无疑将对光通信制造业带来了生机和挑战，同时也给光通信企业 带来再一次高速发展的空间。根据接入网建设热潮的到来，从市场现阶段和未来需 求发展态势看,PLC光分路器将成为PON市场的主力已无可非议,他具有数字化、网 络化、宽带化、小型化及维护方便等特点，是未来市场需求的重点。2.PLC（光分路器市场及产业情况2.1PLC（光分路器市场情况PLC（光分路器主要用在接入网无源光网络（PON中,使中心局与多个用户相连， 实现光纤到户。2008年全球的需求量约 2400万通道,总销售额 1.1 亿美元,平均 4.6 美元通道。全球市场在不同地区有所差异，日本、韩国在连续数年高速发展后，需要 数量已趋于平稳,但是仍占有一半市场份额,北美地区占有市场份额的 30%。中国、 印度、巴西等发展中国家的FTTH刚开始建设,将成为市场的主要生长点。2009年，中国光器件市场需求旺盛，尤其是从第二季度开始，销售收入连续三个季 度保持增长。产品方面,10G光模块与PLC产品表现显眼，增长强劲。2010年第一、 二季度，国内无源器件厂商订单状况良好，市场需求量约达 6亿元人民币，同比增长 16%。在运营商加快FTTX部署的推动下，国内PLC器件市场延续了 2009年的强劲 增长态势,PLC分路器、AWG等产品需求旺盛。目前，光纤连接器，耦合器，隔离器、 衰减器等无源器件的市场需求保持平稳增长，但由于市场竞争进一步加剧，价格不断 下滑。在运营商方面，三大运营商已明确要求FTTX网络中全部采用PLC型光分路 器。从2009年开始到2010年中国电信、中国联通已经连续两年对PLC分路器进 行了集采招标,2010年中国移动也已开始对GPON使用的包括PLC分路器在内的所 有器材进行集采。如果说2009年光器件市场增长是3G因素，那么2010年增长因素将是FTTX因 素。虽然中国大规模部署FTTX网络仍有很多阻碍因素，但政府决定推进三网融合 将给FTTX带来强大动力，光器件市场也将从中受益。2010年上半年,在运营商积极 进行FTTH建设以及3G网络建设的推动下及2010年1月13日，国务院总理温家宝 主持召开国务院常务会议，决定加快推进电信网、广播电视网和互联网三网融合，这 表明政府将开始推动FTTX网络部署，光器件市场将受益。据ICCSZ预测,2010年国 内光器件市场将保持平稳增长，国内无源器件市场销售额保持快速增长，二季度国内 无源器件销售额约为 7亿元，同比增长 17.8%。二季度，国家发布关于推进光纤宽 带网络建设的意见，加快推进光纤宽带网络建设;目前，三网融合试点方案也已通 过。这些因素有效的促进了光器件市场需求的进一步增长,也为无源器件厂商带来 了大量的订单。目前，国内FTTx网络部署进程加快,PLC产品作为FTTX的核心器 件,也将获得大量应用,中国光器件市场需求量将达 36亿元人民币,同比增长 7.5%。 预计 2010年下半年,中国光器件市场仍将持续保持增长。FLC光分路器年需求量表W200920102011*20122013頁万通道*58ir p. P挪咸:3*I/、i?卢Q *NecFhctonics Corp.美国卫Y a7丰J !：-卜M t lectron ics Corp.NF门 .日轴3、2F i -ra+l尋国JaaJ 口PPI韩国/ .1 (:Wyyr i j u*1蘇国“申-P3.2 PLC光纤阵列技术PLC分光器的输出端采用阵列光纤带（ribbon与PLC中 每条输出光波导相互耦合。光纤带中每根光纤利用V-型槽定位，以保证全部光波 导能与光纤带一次自动对准。V-型槽基板可由单晶硅片通过选择性湿法刻蚀工艺 造成，也可以用石英玻璃板经精密机械加工制造。由于光纤阵列（Fiber Array采用 V 型槽制作，利用特殊的粘合工艺实现精确的光纤定位和高 可靠性，以满足不同 的需求。热膨胀系数匹配的封装设计保证了光纤阵列板无应力、高可靠性和高温 下无光纤移位。所以，高精度的V型槽和高可靠性的UV胶水是制作光纤阵列中 的关键技术。 光纤阵列产品的基体材料有石英玻璃、 耐热玻璃可选， 但一般采用 石英玻璃板经精密机械加 工制作，从可靠性的角度来说采用石英玻璃的较好，且 研磨的时候也不容易裂。端面抛光角度亦可根据客户的要求订制，如：90度、 98 度、 82度等，带纤排列的颜色和长度也可以根据客户需要进行定制。 由于光纤阵 列属于劳动密集型产品， 国外许多制造商均将生产环节向中国转移生产， 目前国 内能够自行研发生产的 PLC 企业有博创科技、富创光电、奥康光通器 件、浙江普 森，无锡 爱沃富，中山波若威，武汉久光等，浙江同星，深圳泰科等主要提供 V 型槽等，国外主要 为日本 Hataken 和 AIDI 公司。在技术研发和自主创新方面国内 光纤阵列技术发展也有所突破，如：高精度的u型槽，采用自主知识产权的刻蚀 制造工艺，这种技术一但突破并进入 实用化，将大幅度降低光纤阵列的成本。还 有方形毛细管阵列，在 AWG 及单通道阵列中具有很好的特性。 高可靠性的 uV 胶水是制作光纤阵列中另一项关键技术。光分路器制作工艺对光纤阵列具有很高 的要求，除了要求V型槽具有高精度外，还要求UV胶水应具有耐高温高湿和足 够的硬度等特性。目前日本NTT-AT公司开发生产的系列复合产品，在技术上最 为先进，国内在 此项技术 上还是空白。 3.3 PLC 耦合及封装技术 PLC 光分路器技 术除了芯片和光纤阵列外，另一项关键技术就是芯片与光纤间的耦合和封装，他 涉及到光纤阵列与光波导的六维紧密对准。 PLC 分路器的封装是指将平面波导分 路器上的各个导光通路 （即波导通路与光纤阵列中的光纤一一对准，然后用特定的 胶（如环氧胶将其粘合在一起的技术。其中PLC分路器与光纤阵列的对准精确度 是该项技术的关键，封装过程包括耦合对准和粘接等操作。PLC分路器芯片与光 纤阵列的耦合对准有手工和自动两种， 它们依赖的硬件主要有六维精密微调架、 光源、功率计、显微观测系统等，而最常用的是自动对准，它是通过光功率反馈形 成闭环控制，因而对接精度和对接的耦合效率高。目前国外较先进的耦合对准设 备供应商主要有：日本骏河精机（Suruga、日本久下精机（Kuge、美国Newport等； 国内也有开 发，但六维精 度无法达到耦合的要求。 随着 FTTH 对光分路器需求的 大量增加，国内PLC器件封装产业发展较快，具有规模和研发力量的重点代表企 业有博创科技、富创光电、光迅科技、日海通讯、无锡爱沃富、中山奥康，中山波若威，浙江普森、武汉久光，上海美弗信上等，还有更多的光器 件企业和部分光纤光缆企业已经上和正在上PLC光分路器封装项目。因为光分路 器的封装技术工艺相对简单，投资不大（一台手动对准系统20万元人民币左右， 项目容易完成。目前有很多高附加值PLC器件产品，封装技术有特别的工艺技术 和专有技术，国内封装厂家还需在这方面加大研发和投入力度附中国电信 2009 年2010年两次PLC分路器招标结果2009年中国电信PLC分路器招标结果中国电 信江苏、广东、浙江、安徽、山东分公司及广东研究院、江苏设计院的相关专家 参加了招标，从技术、价格、服务、商务四个方面对 51家企业进行综合比较。 据 透露，通过测试表明目前用于PON网络的PLC光分路器产品已经基本成熟，产品 性 能总体较 好。尤其是高密度端口产品（ 1:8/1:16/1:32 ）的主要技术指标均满足我 国行业标准和中国电信集团制定的有关技术规范，能够满足中国电信光进铜退 接 入光网络建设需要。 招标结果共有34家企业入选， 10家一类供应商排名依次 为：烽火通信、 上海霍普光通信、 深圳 日海通讯、常州太平电器、深圳市中兴新 地通信器材、武汉光迅科技、博创科技、上 海乐通、昆山大唐通讯、南京普天。 24家二类供应商分别为：波诺威、南京华脉、浙江众芯、武汉长光、浙江万马、 深圳世纪人、上海欣诺、浙江普森等。等。 2010年 中国电信 PLC 分路器招标结 果 ， A 类厂商共 15 家，将获得 60%市场份额，名单包括（排名不分先后：华为， 中兴新地， 天邑康和，日海通讯，常州太平电器，上海霍普，上海乐通， 昆山大 唐，杭州奥克，中天 宽带，汕头益通，南京普天，深圳世纪人，上海宽岱，中山 波若威。去年入围一类厂家的 10家企业，在今年的名单中只剩下 7家，去年 一类 企业入围名单为：烽火通信、上海霍普、 日海通讯、常州太平电器、中兴新地、 光迅科技、博创科技、上海乐通、昆山大唐、南京普 天。 B 类厂商共 15家，将获 得30%市场份额，名单包括（排名不分先后） ：烽火通信，博创科技， 浙江普 森，宁波隆兴电信，苏州新海宜，科信通信，上海汇 珏网络，光维通信，南京华 脉， 深圳光波，广州海晟，杭州中天，上诚光纤，上海华诚，深圳华晨，上海信 电通。 C 类厂家共 20家，包括（排名不分先生） ：光迅科技，广东九博，美弗 信，宁波春天，上海 海建，深圳维科特，青岛光盈，湖南康普，宁波涉洋新通 信，四川尧天，上海宏普，中国 普天，宁波余大，浙江万马，浙江融汇，上海亨 通，富春江，杭州天野通信，上海易钦电 子，江苏华东。连续2年中国电信入围 PLC 招标的有 烽火通信上海霍普 常州太平电器 日海 通讯，博 创科技，浙江普森通信，武汉光迅科技，中山波若威，中兴新地，昆山 大唐，南京普天 上海汇珏网络