数字化浪潮推动光纤光缆产业链持续发展

数字化浪潮席卷全球的形势下，5G-A、AI、大模型、万物智联等新兴技术已经成为第四次工业革命的核心引擎。数字化时代，数据、算法、算力成为人工智能发展的基础资源，共同推动人工智能不断向前发展，缺一不可。海量的数据、超强的算力、爆炸式的信息流量增长，意味着信息传输网络的建设需要“更高的带宽、更低的时延、更强可靠性”，光电线缆行业作为国民经济建设必须超前发展的配套产业，更具有新的创新需求和发展前景。

1  光纤光缆及产业链简述

1.1 光纤

光纤是根据光在媒介中传输时，遇到不同的折射率会发生反射的原理，通过控制石英玻璃纤维的折射率沿轴向按照一定规律分布而设计和制造的石英玻璃纤维，保证光在纤维中传输。

光纤是优良的传输媒介，一根外径仅125μm的光纤，传输速率可达40Gbps、100Gbps、400Gbps甚至更高，远超同轴电缆的传输能力。当前，光纤的传播速率还在不断创新和提升中。

1.2 光传输网络是数字化基础设施的核心底座

在AI浪潮席卷全球的当下，算力需求呈爆发式增长，光通信网络承载着海量的信息流量，是数字化基础设施的核心底座。从新型光纤的技术发展来看，超低损光纤、空分复用光纤、空心光纤是三大重点方向，可助力光纤通信网络的性能提升。

1.3 光纤光缆产业链简述

光缆是由一根或多根光纤组成的通信线缆，用于光信号传输。光纤是质地脆弱的玻璃纤维，为适应应用场景，必须采用各种技术、材料对其进行保护，需要具备抗张强度、抗侧压、耐气候、阻燃性能、抗紫外线辐射等性能要求。

光纤光缆产业链的上游主要是为行业提供各种各样的原材料、各种先进的技术装备、为行业提供制造过程控制和产品验证的各种计量检测仪器仪表，以及适应光纤光缆行业技术创新的各种解决方案。

光纤光缆产业发展动力来源于下游产业，包括电信市场、智能电网、数据中心、轨道交通、医学激光、军事传感等领域的发展需求。

2  光纤光缆产业链下游发展概况

2.1 全球5G、人工智能、大模型引擎发展迅速

2018年6月，GPT-1问世，成为具备学习并掌握通用语言知识和能力的深度神经网络模型。

2022年年底发布的GPT-3.5大模型在全球范围内引发了前所未有的关注与热潮。它不仅推动了人工智能从学术研究向实际应用领域的跨越，更引领了行业的更新与变革。

2023年3月，OpenAI推出新一代人工智能预训练AI模型GPT-4（多模态大型模型），让AI技术有了颠覆性的进展。

2024年2月，视频大模型Sora发布。它不只是简单的视频生成工具，更被称为一个能够改变时代的“世界模型”。

数字化快速发展，现实世界与数字化完美融合，5G、人工智能、大模型引擎工业革命空前高涨。

2.2 我国5G、AI、大模型发展令人瞩目

超级计算机和量子技术崭露头角，AI技术已经开始在语音识别、图像识别、自然语言处理等各个领域得到广泛应用。

在ChatGPT诞生后的7个月内，中国就诞生了64个大模型。2023年被视为中国大模型的发展元年：中国头部科技企业（阿里、百度、腾讯、华为、字节等）、新兴创业公司（百川智能、智谱、MiniMax等）、传统AI企业（科大讯飞、商汤科技等）以及高校研究院（复旦大学、中国科学院等）等都在加速大模型领域的投入。

2025年1月，DeepSeek-R1发布并同步开源模型权重。与ChatGPT相比，DeepSeek技术不相上下，但其投资仅为前者的1/70。当前，国内人工智能已形成完整的产业体系，进入世界第一梯队，多模态的对话大模型成为新的增长引擎。

2.3 通感一体化助力光纤光缆快速发展

光纤既是非常好的信息传输媒介，也是很好的传感产品，在数字化的时代，光纤传感发展非常迅速。分布式光纤传感应用场景有大坝、山体、公路、石油、化工、管道、铁路、城轨、隧道、电力、光缆线路等。

2.4 通信网络覆盖建设的驱动力

光纤光缆行业稳步发展受益于信息高速公路的延伸和覆盖，网络建设覆盖包括但不限于：电信网络、广电网络、智能交通、智能电网、数据中心、医疗卫生、安防与国防工业、物联网和智能设备等。

3  光纤光缆创新需求

光通信网络遍及各个角落，光纤光缆作为不可替代的传输媒介，千变万化的技术性能和光纤光缆结构不断推陈出新。

3.1 光纤技术创新发展

3.1.1 多模光纤创新发展

多模光纤的技术创新主要围绕带宽性能、弯曲性能、低损耗等。其中，OM5多模光纤可实现短波长波分复用。

3.1.2 光纤耐微弯创新发展

光纤的耐微弯性能非常重要，影响着光纤对应用场景的适应性。弯曲不敏感光纤具有较低的弯曲附加损耗，并满足长期处于弯曲状态下机械性能可靠的要求，使用寿命亦满足要求。

光纤的耐微弯性能也在不断地创新和优化，如目前G.657系列光纤具有出色的耐弯曲性能。弯曲不敏感光纤技术对于光纤设计和制造非常重要，如光纤的细径化、多芯光纤、超低损耗大有效面积光纤的设计制造。

3.1.3 超低损耗大有效面积光纤创新优化

2024年是400G长途骨干网商用元年。从高速传输技术发展来看，G.654.E光纤是400G及未来超高速技术的首选光纤，并已在400G时代大规模应用。未来，G.654.E光纤优化方向为：有效面积归一化，从当初110µm²和130µm²共存，逐步归一到130µm²；C波段和L波段衰减谱更加平坦，降低1612~1625nm波长范围的衰减，这将有利于大规模地部署G.654.E光纤，便于施工和维护。

3.1.4 细径光纤（G.652）

细径光纤是光纤结构的创新优化，是在确保光纤性能条件下，从光纤的结构设计、涂覆材料以及内外涂层比率等方面优化，减小光纤直径，满足大芯数光纤光缆高密度外径小型化。以250μm光纤截面积为基准，200μm、180μm、165μm的光纤，其截面积下降分别为36%、48%及56%。

光纤细径化也是提高光缆线容量、降低综合成本的有效方法。经试验，根据不同包层直径的选择，光纤微弯性能优劣顺序为90μm、80μm、125μm、70μm。

3.1.5 少模光纤

少模光纤能够支持多个但数量有限的光传输模式，支持模分复用，提升传输容量。这种特性使得少模光纤在某些应用场景具有独特的优势。

3.1.6 多芯光纤

多芯光纤是继超低损耗大有效面积光纤、细径光纤、少模光纤之后的又一空分复用光纤，其一根光纤中含有多个纤芯，光纤容量成倍提高。此外，多芯光纤中各纤芯分布在不同的空间，会对周围环境参数的变化产生不同的响应，这种独特的结构备受传感领域的关注，因而广泛应用于医疗领域、飞机的智能蒙皮、建筑物健康，应力测试等重要领域。

创新方向为母棒的长距离精密打孔技术、多孔母棒组熔缩延伸技术、低串扰控制技术、多芯光纤熔接技术，以及规模化低成本制造技术，并形成统一的规范和标准等。

3.1.7 空心光纤

空心光纤凭借“五低一宽”（低时延、低损耗、低非线性、低色散、低功耗、宽频谱）技术，拓展全新应用维度，最具颠覆性。

空心光纤受纤芯材料特性限制小，具备可填充液体或气体的高度灵活性等优势。

目前，反谐振三管嵌套空心光纤刷新光纤衰减系数记录，光纤损耗在1310nm、1550nm和1625nm的最高损耗为（0.14±0.03）dB/km、（0.06±0.03）dB/km、（0.08±0.04）dB/km。

3.1.8. 耐高温光纤

万物智联的时代，光通信网络无处不在，光纤的纤芯属于石英玻璃，熔点大约为1700℃，具有良好的高温性能。但是，光纤的涂覆材料为丙烯酸酯聚合物，工作温度范围为-60～85℃，高温下极易发生热老化和热氧老化，导致对光纤的保护失效。

目前有机硅涂层光纤使用温度可扩展到200℃温度段，聚酰亚胺涂层光纤使用温度可扩展到300℃温度段。金属涂覆光纤使用温度可达400℃以上，光纤的耐高温性能仍为创新课题。

3.2 光缆产品技术创新分析

3.2.1 G.654.E光纤光缆创新优化

超低损耗大有效面积G.654.E光纤备受长途通信干线建设关注。中国联通提出，采用G.654.E光纤建设“新八纵八横”国家骨干网，同时G.654.E光纤应用将加速向城域网下沉，进一步扩大G.654.E光纤需求。据中国联通研究院总师王光全在2024年世界光纤光缆大会上的介绍，国内三大运营商长途干线采用G.654.E光纤约在10万公里左右。

G.654.E光纤是400G及未来Tbit/s超高速传输技术的首选；推进G.654.E光纤光缆制造，创新光缆技术，将使G.654.E光纤光缆适应千变万化的场景。

3.2.2 积极采用细径光纤，使光缆低成本细径化

当前，光缆结构成本增长、城市管道资源匮乏，光缆结构尺寸需要最小化，采用细径光纤是解决方案之一。普通光纤直径为250μm，在缆中占用面积为0.049mm2，采用直径为180μm的细径光纤，缆中占用空间面积仅为0.025mm2。

目前我国细径光纤的直径主要有200μm、180μm，但其应用还有待推进。

3.2.3 采用少模光纤技术设计制造光缆，提高光纤容量

少模光纤用于模分复用技术，不同模式在光纤的分布不同，实现空分复用。但信号传输时，传输媒介对外界作用比较敏感，这也要求光缆的制造技术需要创新优化，降低光纤对外界的敏感性。

3.2.4 采用多芯光纤设计制造光缆，极大提高光纤容量

同等几何尺寸的光纤内含有多个纤芯，光纤设计制造过程中除了要考虑纤芯的分布精准、稳定，提高纤芯的耐微弯性能外，在光缆制造中，一定要创新工艺技术，确保光缆的性能稳定，方便工程应用。

3.2.5 采用空心光纤，推进空心光纤商用化

空心光纤完全不同于普通光纤，其传输带宽很大程度上由包层的光子带隙决定，芯的尺寸和形状以及空心周围材料分布的微小变化都会影响光纤的光学性能。因此，结构的优化和相关制造工艺需要具备很高的技术水平，光缆的设计和制造也面临着较高的创新任务。

3.2.6 其他光缆产品创新研究

①采用聚丙烯二次被覆的光缆，优化耐弯折、相容性好、低成本光缆；

②创新气吹微缆、微簇光缆、蛛网光纤光缆等；

③创新防鼠光缆技术，包括防生物伤害微型光缆；

④开发各类海洋光缆、船载光缆等；

⑤开发各种耐高温光缆以及耐火光缆；

⑥开发各种遥控光缆，满足智能化遥控需求，以及光纤制导光缆；

⑦开发适应于地基、空基、天基等三位一体的耐辐射、抗氢损、重量轻等要求的特殊光缆（航空航天机载光缆）；

⑥开发各种应用环境光纤传感光缆。

4  光纤光缆制造装备创新研究

4.1 光纤预制棒技术装备

4.1.1 少模光纤预制棒制造技术与装备；

4.1.2 超低损耗大有效面积光纤预制棒沉积技术与装备；

4.1.3 多芯光纤预制棒制造技术创新与装备；

4.1.4 空心光纤预制棒制造技术与装备。

4.2 光纤拉制技术装备

4.2.1 细径光纤预制棒和拉丝装备技术创新；

4.2.2 多芯光纤拉丝技术装备创新；

4.2.3  空心光纤拉丝技术装备创新；

4.3 光纤光缆检测仪器仪表及配套装备

4.3.1 少模光纤检测仪器仪表；

4.3.2 多芯光纤熔接技术装备；

4.3.3 空心光纤熔接技术装备；

4.3.4 高端光纤预制棒检测仪器仪表；

4.3.5 气相沉积工艺控制折射率、光纤拉丝直径控制等相关控制仪器仪表；

4.3.6 大力开发自主知识产权的工业应用软件，加速信息化、数字化、自动化；

4.3.7 推进5G-A、6G、大模型应用解决方案，推进光纤光缆制造智能化。

4.4 光缆技术装备

4.4.1 气密光缆技术装备创新；

4.4.2 光纤水听器相关技术装备创新；

4.4.3 采用特种光纤（少模光纤、多芯光纤、空心光纤）成缆技术装备；

4.4.4 蛛网光纤技术装备；

4.4.5 高温光缆技术装备（如氟塑料挤制装备）；

4.4.6 光纤陀螺仪（惯导系统零漂移）、激光手术光纤（钬激光碎石）、内窥镜成像（多模传像束）；

4.4.7 光纤电流互感器的制造。

5  光纤光缆材料创新需求

5.1 预制棒核心材料

开发高纯石英材料，包括高纯四氯化硅、四氯化锗等气体。

5.2 开发高性能光纤涂覆材料、耐高温涂覆材料

5.3 气密光缆用填充材料

水密光缆填充的难题被遇水膨胀材料迎刃而解，气密光缆的填充材料存在很多课题待研究。

5.4 开发高声敏性光缆材料

高声敏性光缆材料对声波比较敏感，可用于水听器光缆应用。声敏材料可以是金属材料、高分子材料以及复合材料。

5.5 开发光缆用性价比较高的氟塑料护套材料

5.6 开发耐弯折、扭转、耐磨、高柔性等要求的线缆材料，满足人工智能装备，机器人用线缆等

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