光纤到户之王PLC（上）

2010年3月17日工信及发改委等联合印发《关于推进光纤宽带网络建设的意见》要求：到2011年，光纤宽带端口超过8000万，城市用户接入能力平均达到8兆比特/秒以上，农村用户接入能力平均达到2兆比特/秒以上，商业楼宇用户基本实现100兆比特/秒以上的接入能力。3年内光纤宽带网络建设投资超过1500亿元，新增宽带用户超过5000万。

十二五规划投资增长39.8%，重点面向宽带，通信业基础电信投资十二五达到2万亿，将有80%的投资用于宽带建设，比十一五增长39.86%，重点面向宽带业务：十二五期间净增宽带一亿户，FTTH用户3000万户，城市平均带宽提高20M。

2012年2月16日工业和信息化部通信发展司副司长陈家春在国务院新闻发布会上称，将以建光网、提速度、广普及、促应用、降资费、惠民生为目标，重点实施宽带上网提速工程。

2012年宽带中国战略服务信息化推进大会，我国宽带建设将加快3G和光纤宽带网络发展，扩大覆盖范围；以“提高网速、惠及民生、增强覆盖”为目标，实施宽带上网提速工程；并继续推动建立普遍服务资金，深入实施通信村村通工程和信息下乡活动。

在这种宏观背景下，作为宽带建设的光纤到户，其核心产品光分路器的产业发展情况究竟如何，本文作一探究。

我国FTTx（光纤接入网）建设逐步展开，三大运营商及广电系统确定了“光进铜退、推进接入网”的战略转型，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。

FTTH主要有PPP点到点光接入技术和PON无源光网络技术两种。PPP点到点光接入技术是将电信号转换成光信号进行长距离的传输，利用光纤链接端局和每个用户，上下行速率达1Gbit/s，产品成熟、结构/技术简单、安全性较好，但需要铺设大量光纤和光纤收发器，在规模部署时整体成本不降反升。采用PPP主要问题是成本难以控制， 大量光缆的铺设建设成本高，后期光缆线路管理维护费用大。PON是点到多点的光纤接入技术，由局侧的OLT（光线路终端）、用户侧的ONU（光网络单元）以及ODN（光分配网络）组成。下行采用TDM广播方式、上行采用TDMA方式，可灵活地组成树型、星型、总线型等拓扑结构。ODN中不含有任何有源电子器件及电子电源，全部由光分路器（Splitter）等无源器件组成，管理维护成本低。PON技术不易受雷电损坏和辐射干扰，网络结构易于扩展，共享馈线段光纤可节约铺设成本。比较通行的EPON和GPON。EPON技术成熟，有规模商用的案例，成本低廉；GPON技术标准对设备的互操作性能有详细的要求，对包括TDM在内的各种业务类型都能提供相应的QoS保证，成本较高。

从全球五大通讯设备商来看，2012年上半年华为/爱立信/阿尔卡特朗讯/诺基亚西门子通信公司/ZTE中兴通讯分别实现销售收入161亿美元（折合1611027亿元）/152.5亿美元（合973.39亿元）/81.3亿美元/80亿美元/58亿美元，其中华为实现营业利润87.9亿元，营业利润率8.6%。

2011年全球通信设备企业的收入已达1700亿美元，预测2013年将达到1950亿美元。我国光纤到户的每户接入成本已经降到每户2000～3000元，有些地区降到了每户最低1800元。光纤到户的成本需进一步降低，才有助于形成规模优势。

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。

OLT

OLT同时提供IP接入和模拟电话接入，通过汇聚层交换机接入运营商宽带网络，完成IP数据的接入；同时通过E1接口接入运营商PSTN交换机，采用V5协议完成语音数据的接入，采用1路独立的光纤传输有线电视信号。

OLT下联的PON（无源光网络口）引入EPON网络，中间采用两级分光结构，一级分光器放在小区机房，采用光纤配线架接入到不同楼道的二级分光器。二级分光器在各楼一层的智能箱中，熔接双芯光纤直接到用户家中。

OLT下联32个ONU，32个ONU共享1G的带宽，网管人员依据用户需要分配带宽，可以依据用户特点定制不同的带宽策略和SLA服务，采用不同的收费策略。

ONU

ONU光网络单元放在各个家庭用户家中，ONU可以提供1个FE口，4个POTS口和一个CoaX电视接口，通过家庭布线，分别接入PC机、电话和电视，实现了FTTH光纤到户三网融合。

每户家中放置一台ONU设备，集成到家庭信息箱中，通过家庭信息箱中的各个端口，接入各个房间内的终端。

ODN

ODN是OLT和ONU之间的光传输物理通道，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。

全光纤网络由各种各样结构配线光缆、引入光缆的接续和再分配，还大量需要PLC光分路器来最终完成光纤到户。

PLC

PLC（光分路器）是FTTH光器件中的核心，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。PLC将成为FTTx市场增长的主要驱动，给光通信企业带来再一次高速发展的空间。PLC具有数字化、网络化、宽带化、小型化及维护方便等特点，将成为PON市场的主力产品。

2008年全球PLC需求量2400万通道，总销售额1.1亿美元，平均4.6美元/通道。中国电信、中国联通对PLC分路器进行集采招标，中国移动也对GPON使用的包括PLC分路器在内的所有器材进行集采。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。

2009年我国光器件市场规模达58百万通道，10G光模块与PLC产品增长强劲。

2010年/2011年/2012年我国光器件市场规模分别达88/116/145百万通道。我国光器件市场需求量将达36亿元。

2013年预计我国光器件市场规模将达170百万通道。

PLC产业

我国已经是PLC器件的制造大国，全球的产品大都在中国和韩国生产。国内可生产光分路器企业有上百家，具备生产及研发能力的有20家左右，其中烽火通信、武汉光迅科技、博创科技、富创光电、奥康光通器件、无锡爱沃富、富春江光电、深圳日海通讯、成都飞阳科技、上海上诚、大唐通讯（昆山）、南京普天、浙江普森等企业成规模生产，除了芯片外购外，其他均由自己生产。大部分企业在产品品种还是在生产规模上尚未形成大的气候，部分企业采用外购分路器主体，加跳线头子和外壳组装模式。

PLC车间

我国随着FTTx建设的深入开展，市场对于PLC分路器的需求明显大，PLC成为无源器件市场需求的重点。除了光器件专业厂加大开发和增加产能力度外，一些知名度较大的光纤光缆厂家也在这方面加大了投入力度，积极开发无源器件产品，增加生产设备，有计划的抢占市场。但是国内尚未掌握芯片技术，只能外购芯片进行封装或做代工。

PLC价格

未来我国将占据PLC分路器市场主导地位，预计将占据市场35%。当前PLC-Splitter的核心技术芯片还控制在欧美和日韩企业手中，国内企业由于没有核心技术，只能研制出Fiber Array购买芯片做封装或直接给芯片企业做代工。

由于国内的大量器件封装企业涌入这个市场，再加上三大运营商对PLC光分路器进行集采，市场价格面临下滑趋势，随着需求的不断增大，价格将越来越低，代工企业和靠封装企业的利润也将越来越薄。

从PLC-Splitter通道平均价格来看，2008年/2009年/2010年/2012年分别为4.91美元/2.92美元/2.63美元/2.35美元/2.13美元，预计2013年将达2.0美元。

我国PLC产业发展中，由于制造成本压力增大，特别是只有耦合和封装续工序的企业，PLC光分路器现在的价格与2008年相比降低40%。随着规模化生产，价格和毛利率将继续下降，市场整合趋势越发明显。国内厂商的同质化竞争，芯片、V型槽甚至FA全部依赖进口，成本压力非常大。如果规模较小，面临的成本压力会更大，因为材料外购量小，外购价格差异可达20%到30%。光纤接入技术除EPON和GPON，还有欧美国家更热衷的WDM-PON技术。EPON的复用方式是功率分割型，WDM-PON则属于波分复用。若不研发出适用于WDM-PON技术的PLC分路器，目前的PLC分路器厂商将面临严重考验！

PLC技术

低成本、高可靠性是FTTH工程中对PLC光分路器件的基本要求。光通信用光分路器从技术工艺上主要可以分为光纤熔融拉锥型和平面集成光波导型两种。

光纤熔融拉锥技术是制作2?2光分路器最为成熟的技术，光分路器目前是以全光纤型光分路器为主，技术成熟，与光纤的连接方便，插入损耗小。但随着功分路数的增加，如1×8以上的光功分路器体积大，效率低，成本高，而且分光均匀性较差。此外基于融熔拉锥技术的光纤光分路器通带等特性方面有很大局限性。

PLC基于平面技术的集成光学器件，采用半导体工艺制作，把不同功用的光学元件集成到一块芯片上，是实现光电器件集成化、规模化、小型化的基础工艺技术。与熔融拉锥技术相比，平面波导技术具有性能稳定、成本低廉、适于规模化生产等显著特点。今后在光纤到户系统中将不再使用光纤融熔拉锥光功分器件。

⑴PLC芯片技术

PLC芯片由铌酸锂（波导是通过在铌酸锂晶体上扩散Ti离子形 成波导，波导结构为扩散型）、Ⅲ-Ⅴ族半导体化合物（波导以InP为称底和下包层，以InGaAsP为芯层，以InP或者InP/空气为上包层，波导结构为掩埋脊形或者脊形）、SOI（绝缘体上硅）（波导在SOI基片上制作，称底、下包层、芯层和上包层材料分别为Si、SiO2、Si和空气，波导结构为脊形以及聚合物、二氧化硅、玻璃离子交换等）等制作。

PLC芯片技术有①聚合物（旋涂—刻蚀）：聚合物波导以硅片为称底，以不同掺杂浓度的Polymer材料为芯层，波导结构为掩埋矩形。聚合物波导及器件制作工艺简单价低，但氟化材料成本高；②二氧化硅：波导以硅片为称底，以不同掺杂的SiO2材料为芯层和包层，波导结构为掩埋矩形。其制造工艺有火焰水解法、化学气相淀积法（日本NEC研发）、等离子CVD法（美国Lucent研发）、多孔硅氧化法和熔胶-凝胶等。这种波导损耗约0.05dB/cm以下。国外已研制出60路、132路的AWG。目前采用较多的是火焰水解法、化学气相沉积法进行多层二氧化硅材料的生长，利用干法刻蚀技术完成波导刻蚀。器件本低，与光纤之间有着很好的兼容性，传输损耗低，可以制作AWG等PLC器件，是芯片产品的制造主流技术。问题在于设备投入高，原材料要求高，技术及制造基本上被韩国、日本等垄断；③玻璃基（离子交换）：通过在玻璃材料上扩散Ag离子形成波导（扩散型）。制程工艺：在玻璃基片上溅射一层铝，作为离子交换时的掩模层----进行光刻，将需要的波导图形用光刻胶保护起来----采用化学腐蚀，将波导上部的铝膜去掉----将做好掩模的玻璃基片放入含Ag+-Na+离子的混合溶液中进行离子交换，Ag+离子提升折射率，得到沟道型光波导----对沟道型光波导施以电场，将Ag+离子驱向玻璃基片深处，得到掩埋型玻璃光波导。

全球PLC芯片厂商主要有新加坡芯联芯（LinkStar）公司、美国Ehaboehce/Gemfire Corp/NeoPhotonics Corp/JD3 Uniphrase ，日本Eurukawa Electric Co.，Ltd/NFI，韩国Fi-ra/PPI/Wooriru，挪威Egnio Photonyx AS公司等。

从产业化的来看，我国PLC芯片制造技术与国外有相当大的差距，技术实用化、产业化进程还漫长。

⑵PLC光纤阵列技术

PLC的输出端采用阵列光纤带与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，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。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。

光纤阵列属于劳动技术密集型产品，国外许多制造商均将生产环节向我国转移生产。

⑶ PLC合及封装技术

PLC芯片与光纤间的耦合和封装，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，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关键技术。PLC分路器芯片与光纤阵列的耦合对准有手工和自动两种，硬件主要有六维精密微调架、光源、功率计、显微观测系统等，最常用的是自动对准，它是通过光功率反馈形成闭环控制，对接精度和对接的耦合效率高。国外较先进的耦合对准设备供应商有：日本骏河精机（Suruga）、日本久下精机（Kuge）、美国Newport等。

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、芯联芯、深圳思迈、光迅科技、日海通讯、无锡爱沃富、富春江光电、成都飞阳、大唐通讯（昆山）、中山奥康AgileCom、上海上诚等，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。

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，国内封装厂家还需加大研发和投入。

竞标情况

2009年6月中国电信PLC招标参与竞标企业共计51家，入围共34家，其中：一类厂家（10家）：烽火通信、上海霍普、深圳日海、常州太平、深圳中兴新地通、武汉光讯、博创通信、上海乐通、昆山大唐、南京普天；二类厂家（24家）：波诺威、南京华脉、上海汇珏、新海宜、上海宽岱、苏州新大诚、浙江众芯、深圳华晨、上海光维、浙江万马、深圳丰富光电、武汉长光、宁波隆兴、深圳世纪人、上海欣诺、浙江普森、上海大轩、上诚光电、杭州奥克、南京庞的、深圳科星通、汕头谊通、上海光诚、上海信电通。

2010年10月参与竞标企业84家，较上年增加33家，入围企业50家。中国电信将入围企业分为A，B，C三类，A类企业将获得60%的市场分额，B类企业市场分额不得高于30%，C类不能高于10%。本次集采主要集中于1*8，1*16和1*32三种产品。A类厂商15家：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。B类厂商共15家：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20家：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。

2011年8月中国电信PLC光分路器招标在广州电信研究院进行PON网络的无源光分光器选型招标测试，50家厂商参与角逐。最终有34家厂商入选，一类厂商10名厂商：依次是烽火通信科技股份有限公司、上海霍普光通信有限公司、深圳日海通讯、常州太平电器、深圳中兴新地通信器材有限公司、武汉光迅科技、博创科技、上海乐通、昆山大唐通讯、南京普天。二类厂商24名，包括波诺威、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。

2012年11月中国电信PLC分路器集采入围厂家A类（11家）：烽火通信，上海汇珏，天邑康和，南京华脉，杭州奥克光电，亨通光电，日海通讯，四川飞阳，南京普天，通鼎光电，常州太平。B类（9家）：中山波若威，博创，中天宽带，深圳科信，中兴新地，汕头益通，上海宽岱，上海乐通，湖南康普。C类（10家）：南方通信集团，苏州新海宜，上海信电通，苏州新大诚，江苏永鼎，华为，长飞，浙江万马，上海光维。

我国从事PLC研发生产的厂家，其经营情况如何，请见下集分解。