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1、CIC中国通信学会 全球海底光缆工程技术全球海底光缆工程技术 前沿报告前沿报告 （20202020年年） 中国通信学会中国通信学会 2020年年12月月 CIC中国通信学会 版权声明版权声明 本前沿报告本前沿报告/ /白皮书白皮书版权属于版权属于中国通信学会中国通信学会，并受法律，并受法律 保护保护。转载、摘编或利用其它方式使用转载、摘编或利用其它方式使用本报告文字或者观点本报告文字或者观点 的，应的，应注明注明“来源：来源：中国通信学会中国通信学会” 。违反上述声明者，本。违反上述声明者，本学学 会会将追究其相关法律责任。将追究其相关法律责任。 CIC中国通信学会 专家组和撰写组名单专家组和。
2、撰写组名单 顾问顾问： 钮海明 中国通信建设集团有限公司董事长、总经理 通信建设工程技术委员会 主任委员 黄伟如 广东省电信规划设计院有限公司总经理 专家组：专家组： 组长：组长： 郑建飞 广东省电信规划设计院有限公司副总经理/教授级高工 副组长：副组长： 曾沂粲 广东省电信规划设计院有限公司总工程师/教授级高工 成员：成员： 姓名 单位 职务 赵春华 广东省电信规划设计院有限公司 技术总监/高工 常卫国 中国电信国际有限公司 网络规划与产品部 总经理/副教授 叶胤 广东省电信规划设计院有限公司 电信咨询设计院 总工程师/高工 许人东 江苏亨通海洋光网络系统有限公司 总经理/教授级 高工 许剑。
3、涛 华海通信技术有限公司 全球销售部 总裁 CIC中国通信学会 撰写组撰写组： 单位 姓名 广东省电信规划设计院有限公司 何明健、刘兴华、王超、 张优训、冯克正 华海通信技术有限公司 莫仁芸、张效龙、 刘卓禹、刘林 江苏亨通海洋光网络系统有限公司 胥国祥 江苏亨通光纤科技有限公司 张功会 CIC中国通信学会 前前 言言 地球表面三分之二以上的面积由海洋覆盖，虽然我国与周边 14 个陆地接壤国家中的 12 个通过陆地光缆已实现了跨境连接，但同世 界上主要国家都是通过海底光缆系统进行通信。同卫星通信相比，海 缆系统具有超大容量和较高可靠性的优点；同陆缆系统相比，海缆系 统虽然建设和维修成本较高，但。
4、无需穿越各国领土，其建设运营模式 相对成熟；另外海缆系统不像陆缆受限于光放站机房间的距离，可按 需设计最优光放间距，实现上万公里的跨洋直达。 谷歌、微软、脸书等国际互联网巨头因其全球用户的访问流量和 数据中心间流量的迅速增长，近年来直接参与到海底光缆的建设中； 我国的大型互联网公司在海外业务的拓展中也将会有大量国际通信 需求。随着我国高水平对外开放的推进，共建“一带一路”的高质量 发展， 必将有一批高水平的中国企业走出去和高质量的外资企业引进 来，未来国内、国际的人员、商品、资金的流动，必将伴随着大量的 国际通信需求。5G 网络在我国的先行先用，加速了万物互联时代的 到来，基于 5G 的各类智。
5、慧应用必将使全球互联网迎来新一轮的流量 增长，随着我国与世界其他国家的信息交互更加广泛和深入，自有海 缆的缺乏，将掣肘我国的电信运营商、数据中心提供商、云计算服务 商和互联网应用服务商的海外布局。 自 2000 年以来， 光纤传输系统的容量由 10Gb/s 量级增长到目前 的 10Tb/s 量级，约 40%在 2000 年前敷设的海底光缆系统逐步退出服 务，亚太、亚欧等区域海缆已开启新一轮的替换周期，此一轮建成的 CIC中国通信学会 海缆，其使用周期将跨越我国基本建成社会主义现代化国家的 2035 年，战略意义不言而喻。 丰富的海底光缆路由不但带来通信系统带宽、 时延等性能的提升， 也带来了可。
6、靠性和安全性的提高。 当前我国的海底光缆产业基本具备 从设备、光缆、系统集成到后期维护等环节的自主能力，欧美日等国 长期垄断的局面已被打破， 中国企业将深度参与到全球海底光缆的建 设和运营中，必将助力我国的网络强国战略的早日实现。 中国通信学会通信建设工程技术委员会 主任委员： 2020 年 12 月 CIC中国通信学会 目目 录录 一、一、 研究概述研究概述 . 1 二、二、 全球发展态势全球发展态势 . 2 （一）全球带宽需求的迅速增长，掀起海底光缆新一轮建设热潮 . 2 （二）海底光缆运营主体逐步多元化，国际互联网巨头成为投资主力 . 4 （三）海缆通信新技术不断涌现，容量更大，距离更长。
7、，组网更灵活 . 5 三、三、 我国发展现状我国发展现状 . 6 （一）我国现有海缆资源难以满足未来发展需求 . 6 （二）我国海底光缆产业发展迅速，但总体能力尚待进一步提升 . 7 （三）海底光缆建设日益受到地缘政治的影响 . 8 四、四、 技术预见技术预见 . 9 （一）海底光纤光缆 . 10 （二）水下中继器 . 12 （三）水下分支器和 ROADM . 14 （四）远端供电设备 . 15 （五）Open Cable 架构 . 16 五、五、 工程难题工程难题 . 17 （一）我国海底光缆工程实施装备能力不足 . 17 （二）我国国际海洋路由勘察能力不足 . 18 （三）工程建设如何提升。
8、我国近海海缆的安全性 . 19 六、六、 政策建议政策建议 . 20 （一）进一步优化海缆建设运营环境 . 20 （二）支持更多新的国际海缆登陆站部署 . 20 （三）大力支持中国企业拓展国际海底光缆市场 . 21 （四）进一步建立完善海底光缆保护机制 . 22 CIC中国通信学会 1 一、 研究概述 从 1850 年英吉利海峡间第一条海缆完成建设， 到 1866 年跨大西 洋海缆成功商用，直至今天，海缆系统承载着绝大部分的国际通信流 量，海缆一直是全球最重要的通信基础设施之一。近年全球国际互联 网流量呈现持续增长态势， 带宽需求的持续增长推动了海底光缆建设 的加速，全球海底光缆一直在持续投入。
9、，截至 2020 年初，全球在用 的海底光缆超过 400 条，总长度超过 120 万公里。海底光缆工程技术 也在向更多纤对，更高速率，更长距离不断创新发展，持续降低单位 比特通信成本， 另外水下分支器技术的持续创新还将进一步提升海底 光缆系统组网的灵活性和安全性。 海底光缆工程涉及水下设备、光纤网络、远程供电、海洋作业等 多个领域，国际项目还要获取相关各国家许可，项目复杂度非常高， 以往有实力承建大型海缆工程的主要为欧美日的三家企业（分别是 ASN、SubCom、NEC） 。在全球海底光缆产业中我国虽起步较晚，但 在十多年时间内取得了长足的进步，我国企业已走向国际市场，建设 海底光缆系统总长超。
10、过 6 万公里， 并具备了越洋工程的建设能力和经 验。 但是我们要清醒地认识到， 我国海底光缆产业整体能力与世界领 先水平仍然有较大差距。 我国企业承建的工程主要以小规模短距离为 主，完成的总规模量不足全球的 1/10，且其中高性能光纤、部分设备 和原材料还主要采用欧美日等国的产品和技术。 我国海底光缆工程建 设能力也存在严重不足， 就以大型海缆船为代表的施工装备能力来看， CIC中国通信学会 2 我国也不足全球的 1/10。我国海底光缆产业现状与“网络强国”地位 并不相称，目前我国建成了全球规模最大的信息通信网络，将光缆覆 盖到了绝大部分行政村，但是在我国（含港澳台）登陆的所有国际海 底光缆。
11、工程，却全部由欧美日等国外企业承建。另外，近年我国相关 的国际海底光缆项目建设以及海底光缆产业的发展还不断地受到国 际政治环境的不利影响。 如今全球经济数字化转型持续推进， 发展数字经济已成为世界经 济增长的新动能，信息基础设施是数字经济发展的基石，而海底光缆 系统作为国际通信基础设施的骨干将承担和发挥更关键性的作用。 此 篇报告跟踪全球海底光缆产业和前沿技术的发展态势， 提出面临的技 术工程难点和挑战， 并探讨促进我国海底光缆建设及产业发展的政策 建议，希望能为共同推进并实现全面的网络强国提供有益参考。 二、 全球发展态势 （一）全球带宽需求的迅速增长，掀起海底光缆新一轮（一）全球带宽需求的。
12、迅速增长，掀起海底光缆新一轮 建设热潮建设热潮 海缆作为国际通信流量最重要的载体， 承载了全球 95%以上的国 际通信流量。 截至 2020 年初， 全球海底光缆总长度超过 120 万公里， 在服役海缆条数达 406 条。 CIC中国通信学会 3 图 2-1 全球海底光缆示意图 数据来源：ITU 近年来，伴随着 5G 商用、物联网、云计算服务、数据中心等行 业的蓬勃发展， 全球正处于数字化变革浪潮中， 带宽需求将日益增长。 以 5G +工业互联网为代表的高端制造业，正在成为第四次工业革命 的关键支撑。5G 技术也进一步加速了物联网的应用，根据 Gartner 发 布的数据预测，预计 2020 。
13、年全球物联网设备数量将达到 204 亿台， 物联网终端市场规模将达到 2.93 万亿美元。数据中心作为海量数据 的承载实体，是互联网流量计算、存储及流量吞吐的核心资源，随着 互联网蓬勃发展，数据流量呈现持续高速增长，进而拉动了对数据中 心基础设施的需求。 据 Telegography 统计，2019 年全球已使用的国际带宽容量达到 1503 Tb/s， 预计 2020- 2026 年期间国际带宽容量的年平均复合增长率 在 30%以上。 未来随着疫情防控的常态化， 流媒体、 电商、 远程办公、 视频会议等需求将进一步提升， 全球带宽市场有望进入新一轮的增长 周期。 CIC中国通信学会 4 图 2。
14、-2 全球国际带宽增长预测 数据来源：TeleGeography 随着全球带宽市场需求的迅速增长， 全球海缆行业也迎来了建设 新一轮的建设热潮。据 STF 统计，2017 年后平均每年新建海缆约 15 条，平均每年投资金额 25 亿美金。此外，全球近 40%的海缆是 2000 年左右建设的，按海缆 25 年的设计使用寿命推算，这些海缆已经进 入了生命周期的尾期，需要退网或更新替换。 （二）海底光缆运营主体逐步多元化，国际互联网巨头（二）海底光缆运营主体逐步多元化，国际互联网巨头 成为投资主力成为投资主力 由于国际海缆项目涉及登陆相关国家，许可审批复杂、建设和运 维费用巨大、 项目运营风险较高，。
15、 故通常采用海缆俱乐部的建设模式。 海缆俱乐部方式由相关企业根据自身业务需求共同投资一个海缆项 目，可以做到利益共享，费用和风险分担，投资方按照投资权益进行 海缆资源的分配。 随着全球视频网站、社交媒体、电商平台等业务的用户量日益增 长，国际大型互联网企业对带宽需求也在激增，为降低成本和满足自 身业务需求，大型互联网企业从租赁海缆带宽转向投资建设海缆。以 CIC中国通信学会 5 Facebook、谷歌、微软为代表的互联网巨头，目前已经不仅是带宽的 租赁和购买者， 也成为国际海缆建设的主导力量。 以谷歌为例， 自2008 年第一次参与投资建设连接日本和美国的 Unity 海缆以来，已在全球 建设。
16、 14 条海缆，全长超过 11 万公里。2020 年 Facebook 参与投资了 目前业界距离最长的海缆项目2Africa， 环绕非洲并连接中东和欧洲， 总长达到 37,000 公里。 （三） 海缆通信新技术不断涌现， 容量更大， 距离更长，（三） 海缆通信新技术不断涌现， 容量更大， 距离更长， 组网更灵活组网更灵活 海底光缆行业经过多年发展更新，技术逐渐成熟，在全球宽带持 续驱动下，伴随着波分传输技术、光纤光缆技术近年来的飞速发展， 海底光缆系统也逐步朝着传输容量更大、传输距离更长、组网更灵活 的方向演进。 海底光缆系统新技术发展应用有几个方向，其一，单纤对容量更 大，容量一直是海底光缆最大的诉求，追求更高单波速率以及更多的 波道，近年系统建设单波速率很多能达到 200Gb/s、300Gb/s，单纤对 容量超过 20Tb/s，未来单波速率还会朝着 400Gb/s、600Gb/s 方向发 展，单纤对容量更大；其二，纤对数更多，有中继海缆系统的纤对数 从以前的 8 对以内， 发展到了现在的 16 对， 未来将朝着 24 纤对及 32 纤对发展；其三，传输距离更长，以跨太平洋海缆为例，。