海底光缆专利技术综述

黎进 王莹

摘 要：海底光缆是海底通信的主要媒质，是连接世界各大洲，成为国际间通信和实现越洋联系的重要传输媒介，其具有线路传输稳定、衰减低、频带宽、容量大、中继距离长、保密性好、重量轻、外径小等优异的特性，承担的洲际通信业务量逐年上升，已经超过卫星通信的业务量，成为现代洲际通信的主力。文章以海底光缆的专利申请作为分析对象，基于CPRSABS和DWPI数据库，通过专利文献的收集、标引和梳理，分析了该领域申请情况、申请国以及技术分布情况，技术发展路线，为行业发展提供参考。

关键词：海底光缆；光纤；护套

中图分类号：TN818 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）22-0028-02

Abstract： Submarine optical cables are the main medium for submarine communications， connect all continents of the world， and become an important transmission medium for international communications and the realization of transoceanic links. It has the characteristics of stable transmission line， low attenuation， wide bandwidth， large capacity， long relay distance， good confidentiality， light weight， small outer diameter and so on. The intercontinental communication traffic has been increasing year by year， and has exceeded the traffic volume of satellite communication. To become the mainstay of modern intercontinental communications. Based on the databases of CPRSABS and DWPI， and through the collection， indexing and combing of patent documents， this paper takes the patent application of submarine optical cable as the object of analysis， analyzes the application situation， the country of application， the distribution of technology and the route of technology development in this field， which is based on the databases of CPRSABS and DWPI to provide a reference for the development of the industry.

Keywords： submarine optical cable； optical fiber； sheath

引言

海底光缆（Submarine optical Fiber Cable），又称海底通信光缆或海缆[1]，是用绝缘材料包裹的导线，铺设在海底，成为国际间通信和实现越洋联系的重要传输媒介。全世界第一条海底海底光缆在1985年问世，自此，海底光缆的建设在全世界的得到了蓬勃的发展。1988年，在美国与英国、法国之间铺设了越洋的海底光缆系统，这是第一条跨越大西洋的通信海底光缆；1989年，跨越太平洋的海底光缆也建设成功，从此，远洋洲际间不再铺设海底电缆。随着光纤技术的进步，海底光缆通信也得到了突飞猛进的发展，据不完全统计，截至2016年，全球总计铺设超过270条海底光纜，总长度近100万公里，这些光缆承载着95%-99%的国际数据通信[2-5]。

1 海底光缆的专利技术分析

1.1 专利技术分支

为了解和分析海底光缆的发展，针对该主题在专利数据库和非专利数据库均进行了检索，浏览了相关专利文献并参考相关非专利文献，对海底光缆的技术分支进行分解（参见图1），数据截止2017年底（包括2017年）。

1.2 海底光缆专利申请量年度分布

本文对2017年之前的海底光缆有关专利申请数量进行了统计分析形成图2。

从图2可以看出，在20世纪70年代就已经有海底光缆的国外专利申请；1980年-1990年这是国外海底光缆迅速发展的时期，接下来海底电缆逐步进入海底光缆的时代，由于海底光缆开始大规模敷设，专利申请量较为稳定，再之后随着掺铒光纤放大器与波分复用技术的飞速发展，海底光缆在大容量、长距离、无中继等方面取得突破性进展，于2000年专利申请量达到峰值；2000年之后海底光缆的专利申请量有一定量的减少，这是因为此时海底光缆已经完成主干网络的建设，海底光缆的技术也较为成熟；但从2005年开始，由于互联网的兴起，带来了容量需求的问题，海底光缆的专利申请量又开始逐步上升。

我国自上世纪80年代开始了海底光缆的研究，第一条海底光缆是由总参通信部组织并实施敷设于青岛某海域，前后历时5年；但是关于海底光缆的研究直到上世纪90年代还未能全面开展，这是由于我国海底光缆缆芯用的不锈钢管只能引进，费用昂贵，交货期长，较大长度的海底光缆生产和使用受到限制；上世纪90年代末，国内建立了一家海底光缆生产的合资企业，开始生产了一定数量的海底光缆，但生产海底光缆的关键材料和核心光单元还得从国外运来，生产交货周期长；中天科技于1999年率先引进不锈钢管生产线，并于2000年建成投产，成功研发并生产出国内自主知识产权的第一根不锈钢管光纤单元，从此我国开始了大规模的制造光缆，国内海底光缆的专利申请量也大幅度的增加，同时我国申请主要集中与海底光缆的结构与材料和制备方法及装置，其中包括较为大量的实用新型，而这些实用新型来自国内众多的中小型规模的海底光缆制造厂商。

1.3 海底光缆专利申请原创国及目标国分布

技术原创国表征了一个国家在该领域的技术储备和技术实力，将检索结果进行人工筛选，分别对优先权字段和公开号字段进行分析，得到其技术原创国和目标国的分布图（图3）。从图3中可以看出，在海底光缆技术领域，日本的申请量稍多于我国，其次是美国和欧洲，日本申请量多的原因在于日本在光纤传输及测量方面处于领先地位，而中国则是因为具有大量的光缆制造厂商。目标国表征了一个国家的市场在该领域的重要程度。从图3可以看到，日本和中国为目标国的专利申请最多，这是因为日本和中国对海洋开发和海岛建设都较为重视，海底光缆需求大。

1.4 海底光缆重点专利申请人的分析

通过对申请人字段的分析，得到重点专利申请人的分布情况（如图4），从图4中可以看出，主要申请人来自日本和中国，日本的公司主要是日本电信电话，住友电气，KDDI，古河电气，藤仓，而进一步统计其分类号可以发现这些申请大多为光纤单元，光缆结构的设计与改进；中国的公司主要是中天科技，江苏亨通，其中中天科技是国内最早专业化规模化生产海底光缆的公司，而江苏亨通则涵盖无中继、有中继海底光缆两大系列；美国的公司主要包括通用电气，另外还有一些申请量不多但是在海底光纜方面有一定的影响力公司，如贝尔实验室，阿尔卡特，ITT和国际标准电气；意大利的PIRELLA CAVI SPA对海底光缆的研究则主要集中在光缆结构的改进。

2 结束语

本文详细梳理了海底光缆的技术研究情况，通过检索以及对检索结果的分析和整理，重点分析了有关海底光缆的重要的申请人，同时也了解了有关海底光缆的主要原创国和专利申请量的变化趋势，以及经过几十年的发展，有关海底光缆的结构已经趋于成熟，而我国近几年在海底光缆的申请量上也大幅度提高，本文通过对海底光缆的技术发展进行梳理，希望对后续的技术开发与专利申请能够提供指导性意见。

参考文献：

[1]黄冬梅，贺琪，郑小罗，等.海洋信息技术与应用[M].上海交通大学出版社，2016，07：12-14.

[2]姬可理，张文轩.海底光缆结构与发展[J].光通信技术，2006（05）.

[3]慕成斌，等.中国光纤光缆30年[M].北京：电子工业出版社，2007.

[4]凌成刚.电线电缆[J].海底光缆的产业发展，2008（02）.

[5]张宁，周学军.光纤与电缆及其应用技术[J].我国海底光缆的结构、性能及其发展，2009（01）.