Волокно FTTX производится по всему миру

 

Проблема преформ, о которой никто не говорит

 

Вот что не подчеркивают глянцевые отраслевые отчеты: производство преформ – это то место, где находится настоящее узкое место.

Преформа – это, по сути, толстый стеклянный стержень-диаметром около 200 мм и длиной три метра-, из которого производители извлекают сотни километров готового волокна. Используемая химия требует, чтобы тетрахлорид кремния и тетрахлорид германия вступали в реакцию с кислородом при температурах, на фоне которых большинство промышленных процессов выглядело бы причудливо. Мы говорим о печах с температурой 1900 градусов, скорости осаждения, измеряемой в граммах в минуту, и требованиях к чистоте, где уровень загрязнения частей-на-миллиард действительно имеет значение.

Китай производит около 90% мирового количества германия, что дает ему структурные преимущества в затратах, с которыми конкуренты с трудом могут сравниться. Я видел, как менеджеры по закупкам европейских телекоммуникационных компаний спокойно признавали, что фактически отказались от попыток закупить не-китайские преформы по конкурентоспособным ценам. Математика просто не работает.

MCVD (модифицированное химическое осаждение из паровой фазы) остается «рабочей лошадкой»-процесса: слои легированной кремнеземной сажи осаждаются внутри вращающихся кварцевых трубок, а затем разрушаются в твердые стержни при интенсивном нагревании. Bell Labs стала пионером в этом в 1970-х годах, используя трубки из плавленого кварца Heraeus, и фундаментальный подход не изменился так сильно, как можно было бы ожидать. Существуют варианты OVD и VAD, каждый из которых имеет разные компромиссы между эффективностью осаждения и контролем показателя преломления, но MCVD доминирует в коммерческом производстве.

Японские производители-Sumitomo, Fujikura, Shin-Etsu-по-прежнему вызывают уважение качеством преформ. Их продукция стоит, возможно, на 15-20% дороже, чем китайские аналоги, но за подводные кабели или специальные приложения, где у вас абсолютно не может быть проблем с затуханием на 47-м километре, люди платят эту сумму.

 

 

Откуда на самом деле берется волокно

 

YOFC (Yangtze Optical Fiber and Cable) работает в Ухане и является вторым-по величине производителем оптического волокна в мире после Corning. Их производственная мощность превышает 100 миллионов километров волокон в год. Это число трудно контекстуализировать, пока вы не поймете, что его достаточно, чтобы обернуть экватор Земли примерно 2500 раз. Каждый год.

Hengtong и ZTT замыкают китайских гигантов. Hengtong особенно агрессивно подходит к вертикальной интеграции.-Они приобрели мощности по всей цепочке поставок и теперь производят все: от заготовок до готовых кабельных сборок и подводных систем. ZTT утверждает, что только их завод по производству оптического кабеля занимает площадь 40 000 квадратных метров.

Такая концентрация беспокоит некоторых проектировщиков телекоммуникационной инфраструктуры. Не обязательно по политическим причинам, а потому, что устойчивость цепочки поставок становится действительно сомнительной, когда 50+ миллионов основных километров годового производства находятся в пределах нескольких сотен миль друг от друга в восточном Китае. Перебои в доставке в 2020–2021 годах показали, насколько хрупкими могут быть эти логистические цепочки.

Prysmian управляет 104 заводами в 50+ странах, и это звучит диверсифицированно, пока вы не углубитесь в то, где конкретно производится оптическое волокно, а не там, где они просто производят сборку и заделку кабеля. Ценные-этапы производства группируются больше, чем можно предположить по количеству заводов.

 

Изгиб-нечувствительного волокна изменил все (в основном)

 

Стандарт ITU-T G.657 появился для решения проблемы, на которую установщики жаловались в течение многих лет: обычное одномодовое волокно не переносило резких изгибов.

Стандартному волокну G.652 требовался радиус изгиба 30 мм, чтобы потери на макроизгибах были приемлемыми. Это нормально для наружных магистральных кабелей, проходящих через кабелепровод, но совершенно непрактично для последних ста метров развертывания FTTH, когда кабелю приходится проходить вокруг дверных коробок, через углы стен и в тесные места для сращивания.

G.657.A1 уменьшил минимальный радиус изгиба до 10 мм. Варианты G.657.A2 и B2 имеют толщину 7,5 мм. Категория B3,-которую я до сих пор считаю немного безумной-допускает изгибы толщиной 5 мм с потерями менее 0,15 дБ на длине волны 1550 нм.

Инженерный трюк заключается в изменении профиля показателя преломления для уменьшения диаметра модового поля и увеличения числовой апертуры. Существуют компромиссы:-некоторые волокна B3 демонстрируют повышенную хроматическую дисперсию или проблемы совместимости сращивания с устаревшей инфраструктурой G.652-но для развертываний сетей доступа, где вы прокладываете оптоволокно до квартир с теми, кто-знает-методы установки, допуск на изгиб имеет большее значение, чем теоретическая оптимизация производительности.

В прошлом году я наблюдал, как подрядчик прикрепил-отводной кабель FTTH к плинтусу. Кабель выжил. Традиционное волокно пятилетней давности абсолютно не подходило бы.

 

 

ФТТХАлфавитный суп

 

ФТТХ. ФТТП. ФТБ. ФТТК. ФТТН. Количество аббревиатур увеличивается, поскольку точка окончания оптоволокна постоянно меняется в зависимости от экономики и существующей инфраструктуры.

FTTH означает, что оптоволокно проходит непосредственно в дом.-Оптический сетевой терминал находится внутри чьего-то дома и преобразует фотоны в электроны для маршрутизатора. Это дорогой вариант. Раскапываем улицы, протягиваем кабель через существующие трубы, если повезет, монтируем оборудование в каждом жилом помещении. Европейские развертывания оцениваются в 500-800 евро за помещение, сдаваемое в городских районах; затраты в сельской местности могут многократно превысить эту сумму.

FTTB останавливается в подвале здания или в помещении связи, а затем использует существующие медные кабели или кабели Ethernet для окончательного распределения. В жилых комплексах такой подход нравится, потому что вы не прокладываете новый кабель к каждой отдельной квартире.

FTTN заканчивается в соседнем шкафу-"узле"-, где медная линия завершает последнюю милю. Дешевле в развертывании, значительно хуже производительность на расстоянии. Медный сегмент ограничивает вас таким образом, что преимущества полосы пропускания оптоволокна становятся в значительной степени теоретическими.

Различия имеют меньшее значение, чем предполагает маркетинг. Важно то, где происходит преобразование оптического-в-электрического и сколько меди находится между этой точкой преобразования и конечным пользователем. Больше меди означает большее затухание, большую восприимчивость к электрическим помехам и более низкую достижимую скорость передачи данных. Здесь нет никакой магии.

 

Качество варьируется сильнее, чем кто-либо признает

 

Китайские производители заслужили репутацию конкурентоспособных цен. Заслужили ли они такую ​​же репутацию в области качества, во многом зависит от того, о каком поставщике вы говорите и кто спрашивает.

Крупнейшие игроки-YOFC, Hengtong, ZTT, Futong-экспортируют продукцию в мировые телекоммуникационные компании и в целом соответствуют международным сертификатам. Соответствие стандартам ISO 9001, TIA-568, IEC 60794. Их кабели тестируются в соответствии со спецификациями. Заводы выглядят современно.

А поставщики-второго и-третьего уровней? Те, которые указывают цены на 40% ниже, чем у известных производителей? Вот где закупки становятся интересными. Я слышал истории о-бывших в употреблении-волокнах с подозрительно высоким затуханием, водоблокирующих составах,-которые разлагались в течение двух лет, и оболочках кабелей, которые трескались под воздействием слабого ультрафиолетового излучения.

Бремя тестирования перекладывается на покупателей не всегда очевидным образом. Служба контроля качества уважаемого производителя выявляет дефекты перед отправкой. Более дешевые источники могут потребовать входного контроля каждой катушки-OTDR, испытания на растяжение, проверку толщины оболочки-, что сводит на нет часть экономии средств.

Ничто из этого не является уникальным для китайского производства. Я также видел, как кабели отечественного производства-выходили из строя. Но когда вы оптимизируете исключительно закупочную цену на товарный продукт, разница в качестве увеличивается.

 

 

Реалии установки

 

Само волокно почти никогда не является проблемой.

Практика установки вызывает, вероятно, 80% проблем с производительностью, которые я видел в развернутых сетях FTTH. Макросгибы, где трос перегибался во время протягивания-. Разъемы загрязнены пылью, потому что их кто-то не закрыл. Сварные соединения с чрезмерными потерями, поскольку скол был неаккуратным. Оболочки кабелей повреждены слишком усердными степлерами.

Помогает сгибать-нечувствительные волокна. Предварительно-решения с разъемами уменьшают количество ошибок завершения поля. Но, по сути, разрыв между лабораторными характеристиками и реальными-производительностями в мире сводится к тому, кто на самом деле работает с кабелем.

Производители это знают. Именно поэтому такие компании, как OFS, предлагают профессиональные услуги по развертыванию сетей «под ключ».-Они поняли, что продажа отличного оптоволокна ничего не значит, если установка испортит его. Компания CommScope поставляет испытательное оборудование вместе со своими продуктами FTTH. Экосистема развивалась с учетом того, что последние несколько метров установки представляют собой часть всей сети с самым высоким-риском.

 

Куда это движется

 

Оптоволокно с полой-сердцевиной остается в основном экспериментальным, но физика обещает-проведение света через воздух, а не через стекло, уменьшает задержку и теоретически устраняет нелинейные эффекты, ограничивающие мощность. Prysmian опубликовал работу по этому вопросу. Не ожидайте коммерческого развертывания FTTH в ближайшее время.

Многожильные-волокна объединяют несколько легких-несущих жил в единую оболочку, увеличивая пропускную способность кабеля без пропорционального увеличения размеров. Мультиплексирование с пространственным-разделением может иметь значение для межсоединений центров обработки данных, где пространство каналов ограничено, а требования к полосе пропускания продолжают расти.

Волокна уменьшенного-диаметра 200-микронов уже поставляются для приложений с высокой плотностью размещения. Стандартное волокно 250 микрон с покрытием; обрезка, позволяющая увеличить количество волокон на трубку, больше трубок на кабель, большее количество волокон на канал. Для подтверждения механической надежности при меньших диаметрах потребовались годы, но сейчас отрасль, похоже, удовлетворена этим.

География производства, вероятно, существенно не изменится. Капитальные вложения, необходимые для производства преформ,-сотни миллионов долларов для создания конкурентоспособного предприятия-создают огромные барьеры для входа на рынок. Компаниям, которые пропустили волну расширения в 2000-х и 2010-х годах, нелегко наверстать упущенное.

Во всяком случае, я ожидаю продолжения консолидации. Prysmian приобрела General Cable. Corning продолжает расширять мощности. Китайские производители продолжают продвигаться на рынки Африки и Юго-Восточной Азии. Число по-настоящему независимых,-конкурентоспособных на глобальном уровне производителей волокна может фактически сократиться в течение следующего десятилетия, даже если общий объем производства увеличится.

 

Что на самом деле важно

 

Волокно имеет меньшее значение, чем думают люди. Спецификации во многом сходятся-любого-волокна G.657.A2 марки работают так же, как и любое другое волокно той же стандартной категории. Различия заключаются в конструкции кабеля, качестве разъемов и поддержке при установке.

Если вы развертываете инфраструктуру FTTH и мучаетесь выбором производителя оптоволокна, вы, вероятно, оптимизируете не ту переменную. Вместо этого потратьте эту энергию на обучение установке, тестированию оборудования и проверке после-развертывания.

Глобальная производственная база означает конкурентоспособные цены во всех регионах. Используйте это в своих интересах. Но помните, что экономия в 50 000 долларов на закупке оптоволокна ничего не значит, если из-за неправильных методов установки сеть требует 200 000 долларов на восстановление в течение трех лет.

Само стекло по существу превратилось в товар. Все вокруг по-прежнему имеет огромное значение.