瞻觀前沿

研究人員開發(fā)了一種全光通信網(wǎng)絡，可以實現(xiàn)太空、空中和水下環(huán)境的無縫連接。新的網(wǎng)絡設計結合了用于控制無人水下航行器(UUV)的藍光通信(BLC)與白光通信(WLC)、用于無人機(UAV)的深紫外通信以及與衛(wèi)星的激光二極管通信(LC)，無論環(huán)境如何都能確保連接。

在《Optics Express》中，研究人員描述了完全基于光的通信網(wǎng)絡，并演示了網(wǎng)絡節(jié)點之間的實時視頻通信。他們還表明，它可以同時支持有線和無線設備接入，并且可以在網(wǎng)絡節(jié)點之間進行雙向數(shù)據(jù)傳輸。這兩種功能對于同時向不同用戶提供各種服務至關重要。

無線光通信網(wǎng)絡通常是針對特定場景而設計的，缺乏與其他通信系統(tǒng)的互操作性。創(chuàng)建空海互聯(lián)需要艱巨的任務，即以創(chuàng)建無縫通信網(wǎng)絡的方式整合多種技術。為了實現(xiàn)這一目標，研究人員使用四種光譜為四種不同的環(huán)境或應用建立無線光通信鏈路。

他們使用藍光進行水下通信，因為海水對藍綠光的吸收窗口減小，使其比其他波長在水下傳播得更遠。這使得該系統(tǒng)可用于控制無人水下航行器或在水下設備和浮標之間建立通信。白光 LED 用于在物體之間傳輸信息，例如水面以上的浮標或船只。為了與無人機等機載設備連接，使用深紫外光。這提供了日盲通信，防止陽光干擾。最后，對于自由空間中的點對點通信，應用了近紅外激光二極管，因為它們發(fā)射具有高光功率的定向光。研究人員還設計了基于 TCP/IP 方案的網(wǎng)絡，允許無線或有線訪問互聯(lián)網(wǎng)，這使其對于物聯(lián)網(wǎng)應用非常有用。

來自南京郵電大學和蘇州亮芯單片光電科技有限公司的研究小組組長王永進說：通過藍光、白光、深紫外波長和激光二極管的通信建立統(tǒng)一的傳輸模式非常重要，這樣我們就可以使用以太網(wǎng)交換機將它們集成，為了使這項工作成為可能，LED 和調(diào)制方案決定了網(wǎng)絡吞吐量，而雪崩光電二極管限制了傳輸范圍，并且光學帶通濾波器將所需的光信號與其他光譜中的光信號隔離開來。

研究人員表明，全光通信網(wǎng)絡可以通過有線和無線接入實現(xiàn)全雙工實時視頻通信以及傳感器數(shù)據(jù)、圖像和音頻文件的傳輸。

圖片來源：攝圖網(wǎng)

技術價值觀察

通信產(chǎn)業(yè)的上游行業(yè)主要為電子元器件制造業(yè)(如集成芯片、電阻、電容、晶振、LCD屏、印刷電路板)、塑膠與五金結構件制造業(yè)(如塑膠、鋁合金、五金插接件、機柜及其它結構件)和通信設備部件制造業(yè)(如收發(fā)器、交換機、天線、分路器、合路器等)。

通信產(chǎn)業(yè)的下游行業(yè)主要為政府與公共安全、公用事業(yè)以及工商業(yè)等行業(yè)，這些下游市場的需求變化和產(chǎn)業(yè)政策直接影響產(chǎn)業(yè)的經(jīng)營效益和持續(xù)發(fā)展。同時，通信產(chǎn)業(yè)也能更大程度地促進下游行業(yè)的快速發(fā)展，提高下游行業(yè)的生產(chǎn)效率，具體產(chǎn)業(yè)鏈布局如下圖：

研究人員開發(fā)出全光通信網(wǎng)絡，使用四種光譜為四種不同的環(huán)境或應用建立無線光通信鏈路。因此，從通信產(chǎn)業(yè)鏈上看，全光通信網(wǎng)絡處于產(chǎn)業(yè)鏈的中游環(huán)節(jié)。

宏觀市場觀察

——定義

通信是指是人與人或人與自然之間通過某種行為或媒介進行的信息交流與傳遞，從廣義上指需要信息的雙方或多方在不違背各自意愿的情況下，無論采用何種方法，使用何種媒質(zhì)，將信息從某方準確安全傳送到另方。

本文中，對通信產(chǎn)業(yè)的定義為：由從事通信設備和系統(tǒng)及相關的配套設備、專用零部件的研究、生產(chǎn)、開發(fā)的企業(yè)，以及電信運營服務商和光通信行業(yè)組成的產(chǎn)業(yè)群體。

 

——電信業(yè)務收入和發(fā)展質(zhì)量平穩(wěn)增長

工業(yè)和信息化部發(fā)布的《2021年通信業(yè)統(tǒng)計公報》顯示：2021年我國通信行業(yè)保持穩(wěn)中向好運行態(tài)勢，電信業(yè)務收入穩(wěn)步提升，累計完成1.47萬億元，比2020年增長8.0%。按照上年不變單價計算，全年電信業(yè)務總量較快增長，完成1.7萬億元，比2020年增長27.8%。

——通信設備制造行業(yè)市場規(guī)模逐年遞增

根據(jù)《中國電子信息產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計年鑒》，2014-2019年全國規(guī)模以上通信設備制造業(yè)營業(yè)收入持續(xù)增長。根據(jù)工信部，2020年，通信設備制造業(yè)營業(yè)收入同比增長4.7%，則通信設備制造業(yè)營業(yè)收入初步估計達39729億元。

2016-2020年，全國通信設備零售營業(yè)收入呈波動遞增趨勢，年復合增長率2.01%;2020年受疫情影響，營業(yè)收入增速有所放緩。2020年全國通信設備零售營業(yè)收入達1363.5億元，同比增長0.78%。面對激烈變化的內(nèi)外部環(huán)境和新一輪通信技術的變革，我國通信設備產(chǎn)業(yè)在保持已有產(chǎn)品集成創(chuàng)新和低成本研發(fā)比較優(yōu)勢的基礎上，亟須把握產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展的新形勢和新機遇，加強產(chǎn)業(yè)的橫向協(xié)作和縱向整合，以繼續(xù)擴大市場規(guī)模。

——光通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模

1、中國光纜長度：接近5800萬公里

根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)，2017-2021年中國光纜長度持續(xù)增長，截止2022年上半年已經(jīng)達到5791萬公里，較2021年底增加310萬公里。

2、中國光模塊市場規(guī)模：持續(xù)增長

2015-2020年受下游光電及數(shù)據(jù)通信行業(yè)需求的影響，我國光模塊市場規(guī)模不斷增加，2015-2020年年均復合增速為11.13%。2020年上半年受疫情影響，下游數(shù)據(jù)通信及三大運營商采購需求放緩，下半年國內(nèi)電信及數(shù)通客戶需求下半年回暖，整體推動2020年中國光模塊行業(yè)市場規(guī)模增加至382.1億元。初步統(tǒng)計，2021年我國光模塊市場規(guī)模超過400億元。

——十四五通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢：基礎設施建設能力顯著提高，向國際一流水平邁進

整體來看，未來我國通信行業(yè)將顯著提高基礎設施建設、數(shù)據(jù)與算力設施服務以及網(wǎng)絡數(shù)據(jù)安全治理等方面的能力，并向國際一流水平邁進。

中國通信技術賽道熱力圖

根據(jù)產(chǎn)業(yè)熱力圖顯示，與通信關鍵技術強關聯(lián)的城市集群主要集中在華南地區(qū)，并且以廣深為重點發(fā)展區(qū)域，未來布局通信技術及其他相關技術的發(fā)展路徑，極大可能性在于華南地區(qū)優(yōu)先導入，其中可重點關注廣東省廣州市天河區(qū)、廣東省深圳市福田區(qū)、海南省?？谑旋埲A區(qū)所處通信產(chǎn)業(yè)的相關企業(yè)，以及該地方對于通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展投資環(huán)境、供給市場的潛力空間。

經(jīng)濟學人APP資訊組

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