追光者們：光纖通信走過的一百年

真空中光的速度，是目前所發(fā)現(xiàn)的自然界物體運(yùn)動的最大速度。

在認(rèn)識到這一條真理之前，關(guān)于追逐光的故事，就已經(jīng)銘刻進(jìn)了東西方的神話當(dāng)中。我們傳頌夸父追日的故事，幻想阿波羅駕駛著太陽神車，計(jì)算光每一秒的行進(jìn)速度。我們對于光的追逐，是對于極致速度的追逐，這種追逐如同一場人與自然的競技。

只不過當(dāng)我們的文明發(fā)展到一定高度時，這種競技不再僅僅依靠我們的雙腳去奔跑。而是讓信息作為替代，在世界的各個角落穿流，擊破速度所限的藩籬。我們雖然難以在物理世界超越光速，但在卻可以在數(shù)字世界無比接近光。

我們今天所要討論的光纖通信發(fā)展史，就是這段漫長賽程中，人類的一個小小的高光時刻。

追光伊始：當(dāng)貝爾聽到光

“光纖通信”四個字對于中國人來說，似乎是一個帶著點(diǎn)“千禧味道”的名詞。在 2000 年，家庭寬帶逐漸普及，光纖入戶成了件時髦事后，普羅大眾才開始了解到這種技術(shù)。

實(shí)際上從十九世紀(jì)開始，人們就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)自然界中的速度王者——光，可以通過物質(zhì)傳導(dǎo)成為一種高速的傳播介質(zhì)。很多科學(xué)家和工程師都曾嘗試過將這種介質(zhì)利用起來，電話之父貝爾就曾經(jīng)發(fā)明過一種叫“光話機(jī)”的技術(shù)，將一塊極薄的鍍銀云母鏡片放在陽光下，當(dāng)鏡片隨著聲音產(chǎn)生振動時，反射的太陽光束也會隨著變化。將這種光信號轉(zhuǎn)化成電信號，就能還原出模糊的人聲。貝爾形容，他聽到了“光的笑聲、歌聲和咳嗽聲”。

（貝爾）

但由于工程能力限制，光纖傳播一直受損耗困擾。貝爾的光話機(jī)僅能在 200 米的范圍內(nèi)進(jìn)行通話，后來出現(xiàn)的光纖也僅僅能被應(yīng)用于醫(yī)療內(nèi)窺鏡。因此當(dāng)時的人們也僅僅是將其看做工業(yè)革命時代迸發(fā)的科技成果之一。

光纖通信從實(shí)驗(yàn)室抵達(dá)產(chǎn)業(yè)的蟲洞時刻出現(xiàn)在 60 年代，彼時的工程師，后來的諾貝爾獎得主高錕用一篇論文解釋道，此前光纖傳播的損耗原因主要?dú)w咎于材料的低凈度，如果應(yīng)用高純度材料，光束傳播至少 500 米時還有 10%的能量剩余。

（高錕）

高錕的觀點(diǎn)雖然也停留在理論層面，但他用數(shù)學(xué)證明了光纖是可以為通信傳播所用的。很快，在工程層面的配合下，美國康寧、貝爾等等企業(yè)都開始在光纖工程化上取得了突破。到了 70 年代，我國武漢郵電學(xué)院也開始研究光纖通信。

這條與光追逐的跑道，便就此鋪開了。

“光纖革命”與其背后的中國追趕者

雖然中國從 70 年代就開始了對光纖通信的研究，但在場與光追趕的比賽中，我們真正展現(xiàn)出“存在感”，還是在 90 年代。

如果說 70 年代前后，人們對通信的需求還左右搖擺于可視電話是否能夠普及，那么隨著后來個人電腦的出現(xiàn)，互聯(lián)網(wǎng)立刻成為了通信產(chǎn)業(yè)更加清晰的方向——讓更多設(shè)備更加方便的接入互聯(lián)網(wǎng)，并通過這張網(wǎng)絡(luò)更快更好的傳輸信息。

在 80 年代末，國際電信聯(lián)盟推提出了時分多路復(fù)用傳輸系統(tǒng)同步數(shù)字系列（也就是我們所熟悉的 SDH），這種適用于多點(diǎn)傳播的光傳輸網(wǎng)，與當(dāng)時與日俱增的設(shè)備數(shù)量所帶來的通信需求契合度極高。光纖通信由此迎來了第一個產(chǎn)業(yè)繁榮期。在 1988 年，完成一定科研累積并認(rèn)識到光纖通信重要性的中國，開始了“八橫八縱”大容量光纖通信干線傳輸網(wǎng)的建設(shè)。

值得記住的是，在 1996 年，華為發(fā)布了首款 SDH 設(shè)備 SBS155/622，正式進(jìn)入光傳輸網(wǎng)產(chǎn)業(yè)。這意味著光纖通信在中國已經(jīng)不僅是一項(xiàng)政府主導(dǎo)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，而是一條生機(jī)盎然、可多元發(fā)展的市場賽道。

相比國內(nèi)的起步狀態(tài)，在整個 90 年代里，海外光纖通信市場已經(jīng)經(jīng)歷了完整的勃發(fā)周期。其中最為典型的案例，就是知名電訊、通信企業(yè)北電網(wǎng)絡(luò)起伏。

在 90 年代中期，大多數(shù)光纖通信的傳輸能力都停留在 2.5 G。人們也都默認(rèn)這一速度便是光纖傳輸的上限。而北電通過技術(shù)突破，破天荒的推出了 10 G SDH 產(chǎn)品。在那個互聯(lián)網(wǎng)泡沫正盛，人們對互聯(lián)網(wǎng)的可能性懷有無限期待的年代。這樣驚人的體驗(yàn)提升，自然成為了撬動市場最有力杠桿。浪潮之中，當(dāng)時的北電網(wǎng)絡(luò) CEO 羅世杰提出了“光纖革命”的口號。新技術(shù)也如同革命浪潮一般，迅速席卷世界。巔峰時期的北電一度占據(jù)了全球光纖通信設(shè)備 43%的市場份額，排名第二的朗訊科技，市場份額僅有前者的三分之一。

重壓與厚賞：為什么中國跑者必將趕超？

市場上的大浪淘沙永不停歇，很快曾經(jīng)掀起過一場革命的北電，也因?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)泡沫破裂帶來庫存積壓，又錯誤地判斷市場發(fā)展方向，對于 40 G 大容量光纖研發(fā)投入過大。企業(yè)經(jīng)營不善最終導(dǎo)致破產(chǎn)，退出了通信產(chǎn)業(yè)舞臺。

但這場“光纖革命”留給通信廠商，尤其是中國通信廠商了一條重要啟示——這個世界對于技術(shù)進(jìn)步的渴望，以及對于技術(shù)進(jìn)步的敏感程度，遠(yuǎn)超人們想象。

回溯 2000 年前后，那段中國光纖通信看似默默無聞的道路，我們也能看到有關(guān)創(chuàng)新的閃爍星光。

華為在 1997 年就已經(jīng)推出了自研 SDH 系列芯片，并對原本的 SDH 架構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，在 1998 年推出了更靈活的 MADM 架構(gòu)。同樣在這一階段，由中興通訊和北京郵電大學(xué)聯(lián)合承擔(dān)的 863 計(jì)劃項(xiàng)目完成驗(yàn)收測試。雙方研發(fā)的光分插復(fù)用設(shè)備開始投入商用。中國企業(yè)這種對于創(chuàng)新的投入，不僅為后續(xù)技術(shù)研發(fā)打下了地基，更通過不斷加大技術(shù)自研比重以平衡成本，幫助中國本土通信企業(yè)在后續(xù)的競爭中博得了更大贏面。

如今看來，從這些成果和當(dāng)時中國科技發(fā)展階段，已經(jīng)可以捕捉到中國光纖通信廠商必將走向產(chǎn)業(yè)潮頭的蹤跡：

其一是累積與貯藏之蹤。

雖然通信市場化發(fā)展晚于發(fā)達(dá)國家，但是中國對光纖通信技術(shù)落后的卻不多。加之因發(fā)展階段不同，華為、中興等企業(yè)沒有像北電那樣被互聯(lián)網(wǎng)泡沫的破滅禍及，最終得以貯藏實(shí)力，在研發(fā)和市場發(fā)展上更加靈活。

其二還有涌動與暗流之際。

跳脫出通信產(chǎn)業(yè)之外，2000 年左右中國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，第一代互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)站住腳跟，都意味著這片市場對通信產(chǎn)業(yè)來說一片向好。加之當(dāng)時中國的人口紅利效應(yīng)剛剛冒頭，大量數(shù)據(jù)機(jī)構(gòu)得出結(jié)論稱中國將成為世界第一大寬帶市場。巨大的用戶數(shù)量、正在發(fā)展中的互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)加上中國對于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重視。都給光纖通信廠商帶來了更大的壓力。

重壓與厚賞之下，已經(jīng)跑過半程的中國光纖通信廠商除了押注技術(shù)創(chuàng)新的未來之外，別無選擇。

萬物傾斜下的 2006

2006 年是個重要的時間節(jié)點(diǎn)，無數(shù)影響深遠(yuǎn)的變革都發(fā)生在它附近。

在當(dāng)時，F(xiàn)acebook 用戶數(shù)量正在逐漸趕超 Myspace。承載了豐富游戲 API、音樂模塊、照片與文字的 SNS 社交媒體替代了內(nèi)容形式單一的博客。

同樣的時間段里，一份《互聯(lián)網(wǎng)音樂調(diào)查報告》顯示，50%的用戶已經(jīng)不再購買或很少購買 CD，選擇用互聯(lián)網(wǎng)滿足自己聽音樂的需求。

人們的行為軌跡正在悄悄因?yàn)榭萍及l(fā)生傾斜與流通，通信比以往更加無處不在，也比以往獲得了更多的期望——SDH 模式并非完美無缺，除了速率與容量之外，SDH 的調(diào)度模式較為復(fù)雜，應(yīng)對故障時靈活性較差，對于業(yè)務(wù)的波及面較大?；ヂ?lián)網(wǎng)企業(yè)渴望更高速與穩(wěn)定的通信網(wǎng)絡(luò)，以釋放自己在業(yè)務(wù)上的想象力。通信企業(yè)也在渴望著技術(shù)革新，以此能夠在以往的基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)上，更低成本的擁抱增量市場。

在這一過程中我們可以清晰地看到，在追光者們的身影中，中國正在不斷超趕直至前列。像是當(dāng)國際電信聯(lián)盟發(fā)布 SDH 標(biāo)準(zhǔn)時，中國企業(yè)所做的更多是推出相關(guān)產(chǎn)品。

但在 2006 年國際電信聯(lián)盟推出容量更大、光電雙層調(diào)度的 OTN（光傳送網(wǎng)）時，華為這樣的中國企業(yè)已經(jīng)在其背后貢獻(xiàn)了 75%的標(biāo)準(zhǔn)制定工作。同樣也是在這一年，憑借著自研芯片能力與創(chuàng)新架構(gòu)，華為的 SDH 市場份額迅速上升直達(dá)全球第一。直到今天，很多電力、鐵路等對通信穩(wěn)定性要求較高的行業(yè)，還在應(yīng)用著華為的 SDH 產(chǎn)品。

而在兩年之后的 2008 年，華為則發(fā)布了業(yè)界首個光銅一體接入平臺 MA5600T。在漫長的光進(jìn)銅退過程中，這種能夠在一個平臺利用起純光、純銅、光銅混合多種接入網(wǎng)的模式，自然成為了極好的選擇。

在世界的另一頭，光纖通信市場同樣在發(fā)生變化。隨著互聯(lián)網(wǎng)泡沫破裂帶來的沖擊，加上東方有力對手的成長。原本玩家眾多的光纖通信市場開始出現(xiàn)了整合趨勢，最典型的就是發(fā)生在 2006 年年末，阿爾卡特與朗訊的合并。合并之后阿爾卡特 - 朗訊更加注重中國市場的“追光事業(yè)”，并在 2007 年一度成為中國市場僅次于華為的第二大通信設(shè)備制造商。

中國賽道的十年蝶變

但有趣的是，中國賽道上風(fēng)云不僅僅因?yàn)樽饭庹邆兊母偁幎縿?，還要看賽道本身的起伏波動。時間回到今天，中國與中國科技企業(yè)已經(jīng)不再像 2006 年那樣，在變革發(fā)生的一瞬飛身躍起，抓住機(jī)會。

十余之間，這里已經(jīng)成為一片孕育變革的土地。

從 2006 年至今，通信技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷經(jīng)了體系化的劇烈演化。

1、萬物互聯(lián)的萌芽。

從移動設(shè)備的普及到如今 IoT 逐漸進(jìn)入產(chǎn)業(yè)和生活，在萬物互聯(lián)這一反復(fù)被提及的概念中，“萬”與“互聯(lián)”都為通信網(wǎng)絡(luò)提出了新的需求：可預(yù)見的網(wǎng)絡(luò)終端數(shù)量持續(xù)增長，意味著這些節(jié)點(diǎn)的聯(lián)接需求正在呈指數(shù)級增長。這種情況對于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的先進(jìn)性、網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性、帶寬等等，都提出了全新的要求。

2、業(yè)務(wù)端的普惠之蛻。

與萬物互聯(lián)同時發(fā)生的，是整體業(yè)務(wù)環(huán)境正在脫胎換骨。產(chǎn)業(yè)智能化、智慧工業(yè)、企業(yè)上云的普及，正在讓光纖通信潛入更多企業(yè)成為其不可或缺的一部分。在這種前提下，光纖網(wǎng)絡(luò)如何在運(yùn)維層面更好地服務(wù)用戶？

3、通信技術(shù)的蝶變。

最重要的還有通信技術(shù)本身的變化，5G 的出現(xiàn)、Wi-Fi 6 協(xié)議的應(yīng)用，無一不意味著人類在追逐光速的路途中不斷向前。同樣作為通信橋梁的重要組成部分，光纖通信也理應(yīng)有更底層的技術(shù)蝶變。

在這種演化之下，光纖通信廠商們的技術(shù)創(chuàng)新顯然更觸及根源，并系統(tǒng)的定義了至少未來十年的光纖通信發(fā)展趨向——這場比賽正在進(jìn)入未知之境，領(lǐng)頭者奔向正確的地方，腳下便會出現(xiàn)跑道。從結(jié)果來看，領(lǐng)頭者的重任最終還是落在了中國自己的光纖通信廠商身上。

尋路者華為：奔向全光網(wǎng)未來

在華為身上，我們可以清晰體會到“尋路感”。我們可以用三個關(guān)鍵詞，總結(jié)光纖廠商當(dāng)下的動作。

“破界”——通過對固有邊界的打破，將技術(shù)創(chuàng)新推動至下一層面。

在為 OTN 貢獻(xiàn)了 75%標(biāo)準(zhǔn)之后，華為仍然在對 OTN 繼續(xù)進(jìn)行完善。今年華為所發(fā)布的業(yè)界首個 Liquid OTN 光傳送解決方案，就強(qiáng)調(diào)了光傳送網(wǎng)應(yīng)從物理承載網(wǎng)絡(luò)向業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)。通過泛在聯(lián)接、帶寬無損調(diào)整、超低傳輸時延等等能力，滿足不同業(yè)務(wù)的用網(wǎng)體驗(yàn)。2020 年初，ETSI 標(biāo)準(zhǔn)組織成立了 F5G 工作組，通過推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)制定和產(chǎn)業(yè)落地，加速光纖到戶到光聯(lián)萬物進(jìn)程。這一切意味著 10G PON 技術(shù)將正式商用，自動駕駛、云 VR、高清直播等等對于通信速率、穩(wěn)定程度高度敏感的業(yè)務(wù)，很快就將變得觸手可及。通過光傳輸、光接入和光貓三個層面的協(xié)作，泛在能力、網(wǎng)絡(luò)資源利用能力正在一起融入用戶體驗(yàn)之中。

“破限”——盡力突破理論和工程層面的能力限制。

破限能力，似乎可以被理解為跑者們對于自身體能的極限。實(shí)際上在光纖通信市場不斷優(yōu)勝劣汰的過程中，如北電這樣退出歷史舞臺的企業(yè)，究其根本是“體能”達(dá)到了上限。而在跑者突破自身的極限時，無疑也在改變著整場比賽的入場標(biāo)準(zhǔn)。華為海思在研發(fā)上的持續(xù)投入和創(chuàng)新，則極大地提升華為光產(chǎn)品競爭力。曾經(jīng)與華為同臺競技的廠商，如今已經(jīng)出現(xiàn)了落后的趨勢。還有將一千根光纖集中光背板上的 OXC 全光交叉技術(shù)，也通過工程能力的極限突破實(shí)現(xiàn)站內(nèi) 0 連纖，極大的降低了排障復(fù)雜程度。

“破式”——突破固有業(yè)務(wù)范式以適應(yīng)科技產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展。

在去年，華為發(fā)布面向企業(yè)的智簡全光網(wǎng)戰(zhàn)略，并圍繞全光園區(qū)、全光數(shù)據(jù)中心互聯(lián)、全光承載應(yīng)用場景推出創(chuàng)新的“三束光”產(chǎn)品。這是首個面向企業(yè)市場的光網(wǎng)戰(zhàn)略，將領(lǐng)先的光聯(lián)接技術(shù)和成功經(jīng)驗(yàn)引入企業(yè)園區(qū)、數(shù)據(jù)中心和生產(chǎn)通信，成為企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的驅(qū)動底座。截至 2019 年底，華為的“三束光”產(chǎn)品已應(yīng)用于 158 個國家和地區(qū)的 3800 個客戶，服務(wù)政府、能源、交通、教育、醫(yī)療、金融等多個行業(yè)。當(dāng)越來越多的企業(yè)開始接觸全光網(wǎng)后，“信息高速公路”和極簡的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)，會在不久的將來成為企業(yè)的核心競爭優(yōu)勢。

打破一切之后，華為所奔向全光網(wǎng)未來，將是一個光聯(lián)接無所不在的未來。

結(jié)束語

人類用了一百年的時間追逐光，光也向前走了一百光年。

可具象化到生活中時，我們又發(fā)現(xiàn)這“一百光年”的距離似乎很短。百年之前，我們只能透過薄薄一片云母，聽到光帶來的模糊聲響。百年之后打開手機(jī)、電腦，隨處可得的光落在我們掌心，把地球另一端的風(fēng)景實(shí)時放映。

當(dāng)華為開始對企業(yè)全光網(wǎng)加以更多投入后，我們仿佛可以預(yù)見到光下一步的行進(jìn)蹤跡。盤桓于不同產(chǎn)業(yè)場景的企業(yè)如同水閘，將光網(wǎng)能力分流至每一個細(xì)小渠道中，工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療、企業(yè)園區(qū)……直至這種能力無處不在。同時光纖本身也有無限進(jìn)化空間，像是現(xiàn)在應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)中的傳感概念，也可以與通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，光纖也可以擁有傳感能力，感知到形變、溫度等等變化，從物理層面降低事故發(fā)生的可能。最終讓光纖網(wǎng)絡(luò)無限接近數(shù)字化，更加輕盈地覆蓋到生活的每個角落。

這段追光之旅不會結(jié)束，追光者們會繼續(xù)捕捉光的力量，并以此改變世界。