牽一條網線去美國,中國人剛剛學會怎麼做_風聞
马前卒-马前卒工作室官方账号-万丈高楼平地起,NB社区在这里2019-03-12 21:54
前不久的科技日報上發表了一篇文章,題為《這根“動脈”引各國跑馬圈海》。所謂“動脈”,就是海底光纜(以下簡稱海纜)。
1****聽説老東家要下海
《科技日報》的報道全文分成三大部分:
第一部分:光纖介質容量大、延時低、可靠、長壽,所以海纜是如今國際數據通信至關重要的“主動脈”。
目前,全球已鋪設448條海底光纜,總長度超過120萬公里,承載着全世界95%以上的國際數據通信流量。
世界海纜分佈概圖,相當程度上和目前全世界最繁忙的海上航線相重合
第二部分:海纜製造和海纜鋪設都是高技術高難度的產業項目。
第三部分:面對即將到來的海纜業務“爆發期”,我國海纜建設規模仍然滯後。只説規模,卻不提中國的海纜製造和建設技術到底怎麼樣,一般來説,這就是文章的“題眼”所在了。
中國周邊海纜地圖
世界海纜建設起步於80年代。20世紀初,國內就已經有學術文章系統論述了海纜技術,這次科技日報文章的前兩部分,和十幾年前的文章區別不大。唯一的區別是,今天的中國企業早已是海纜產業的積極參與者,所以國內IT產業資本摩拳擦掌,要借科普文章呼喚國家提供產業政策支持。
目前,我國只有三家基礎電信企業能參與國際海纜建設,互聯網企業沒有相關業務許可。我國登陸海纜數量較少,與我國網絡大國地位不相符。
説起中國海纜現狀,牟春波(中國信息通信研究院產業與規劃研究所副總工程師)顯得格外焦急。他説,全球海纜業是一個高度封閉和壟斷型市場,……經過10年奮起直追,以華為海洋為首的中國公司迅速崛起,目前華為海洋在淺海架設的無中繼海纜數量居世界第一,但受接入地點、政策審批等因素制約,在較為高端的長距離海底中繼系統方面,目前中國自主建設的海纜還較少。
作為一名從事過若干年通信行業的前華為員工,筆者發現報道中特意點出了華為海洋的名字,並指出華為海洋已經是世界排名前四的海纜施工單位——想不到老東家連這個產業領域也沒有放過。
華為海洋海纜項目地圖(來自華為海洋官網),讓人想起曾經以第三世界為突破口的華為
華為海洋眼下是“世界前四”,跟中芯國際在半導體代工領域的地位有點類似,前面是壟斷性的三大巨頭:美國泰科、法國阿爾卡特朗訊和日本NEC,自己壓倒了身後所有的挑戰者。儘管暫時還動搖不了巨頭的地位,這仍然是個了不起的成就。
2****沒有金剛鑽,攬不了瓷器活
海底光纜技術體系
海纜建設工程粗略分成設備製造(包括海纜和分路器、中繼器、線路終端等)和海纜鋪設兩部分。下面的視頻來自兩位UP主對海纜光纖工廠的實地採訪與拍攝,在Youtube上的點擊量超過50萬:
相比於普通的光纖,海底光纜在結構上使用了各種保護層變着法保護內部的光纖,海纜的壽命週期為25年,高規格海纜足以承受8000米深處的水壓。
雖然海底光纜的歷史並不算長,但跨海通信線纜的歷史源頭卻可以追溯到十九世紀中葉,早在1858年,人類就建成了第一條跨越大西洋,用來發送電報的國際通信電纜。
在相當長的時間內,通信技術自身的發展和海纜鋪設(包括早期的電纜和後來的光纜)是兩條相對獨立的技術路線,後者更多地屬於海洋工程和船舶工程領域。但隨着傳統工程設備與工程項目管理的日漸信息化、網絡化,兩條技術路線在今天的海纜建設中已經重新融合為一。
下面兩段視頻展示了國際海纜鋪設的主流解決方案:
在主流方案中,長達幾百上千公里的海纜被裝上海纜船,沿着事先經過詳細論證規劃的路線敷設。在近海較淺的水域,海纜船用海犁在海牀上犁出一米多深的海纜溝,再把海纜埋入溝中,使其儘可能免遭船舶拋錨,漁船拖網和其他原因的損壞。往往還需要ROV設備(Remote Operated Verhicle,水下機器人)進行再次衝埋、整理和維護;到了千米以上的深海,才把海纜直接布放在海牀上。整個布放過程需要實時監控海底情況,選擇合適的鋪設路徑(也被稱為Makai Lay方案),只有這樣才能既保證海纜的安全,又不致浪費海纜。
隨着國際數據通信流量越來越龐大,不管是傳統電信運營商,還是新興互聯網巨頭,都希望把數據傳輸通道掌握在自己手中,紛紛參與國際海纜建設,“跑馬圈海”。為了跨越技術門檻,各企業要麼自己造專業的海纜船,要麼和具備建造現代海纜鋪設能力的第三方合作,投資相當驚人。
3****高科技賭博
探索頻道紀錄片《船舶“巨無霸”:海底電纜鋪設船》,用一個現實中的項目案例向我們展示了海纜鋪設工程實施的全過程,以及其中的關鍵技術和常見難題。
視頻B站地址:
https://www.bilibili.com/video/av547609?from=search&seid=3669119130169519612
片中的主角,隸屬於泰科公司的泰科堅定號(Tyco Resolute),是全世界最大也最先進的海纜鋪設船之一,長140米,寬21米,滿載排水量超過12000噸,續航能力可達60天,航程25000海里。
這個“巨無霸”配備的高科技裝備有:
海纜船必須同時具備強大的馬力和靈活精確的操控性。以泰科號為例,它的推進器不像一般的輪船那樣靠一個巨大的主螺旋槳,而是在船底裝有螺旋槳“陣列”,每個螺旋槳都可以在電腦系統控制下進行獨立的調節轉向。
堅定號上的海犁,自重12噸,為了保證能夠在水下自如地升降操控,吊裝設備的起重機達到了65噸級。
泰科堅定號上也應用了時刻監控海底狀況並實時操控海犁、調整路徑並調節海纜輸出速度的Makai Lay解決方案。
當然,還要有ROV設備完成對已鋪設線路的整修,以及能夠精確地切斷纜線和融合纖芯的全套設備。
這些技術裝備花費不菲,不論項目是否按計劃推進,工作狀態下的堅定號每天都會產生10萬美元的運行成本(2008年的數據)。
每天十萬美元並不能保證鋪纜成功,因為在變化莫測的海洋麪前,再昂貴的鋪纜船也只是個玩具。
海纜建設項目和在陸地上建設通信網絡的差別,很大程度上就像是海軍與陸軍的差別。整個海纜船團隊必須精悍強幹、臨危不亂、富於經驗而且團結一心。如果説在陸上建設通信網絡還可以用人力優勢彌補技術和經驗上的不足,到了海上,倘若關鍵的技術裝備不可靠,關鍵崗位上的人能力不勝任,就算奮鬥者們“自願放棄非指令性加班補償”,也是根本沒用的。
我們還是來看堅定號的例子,項目一開始,在海纜和岸上網絡接駁時,海纜船也在和潮汐爭分奪秒:
海犁一再發生故障,而且就算沒有故障,海犁的操控也經常給堅定號團隊出難題。
船長除了駕船,更要監控海況,隨時準備和各種不知從哪裏冒出來的哪國船隻交涉,讓它們避讓作業中的海纜船。
令筆者印象最深的一個事件,是在項目剛剛鋪設了10公里之後,突然發現海纜的某處絕緣層有破損,正在漏電。團隊最大的糾結在於:破損是出現在已經鋪設的10公里海纜,還是在船上剩下的100多公里海纜上?泰科堅定號團隊面對着一個艱難的抉擇:要麼拉起已經鋪設的10公里海纜從頭檢查,這無疑將會進一步延誤已經落後於進度計劃的項目;要麼賭一下自己的運氣沒有那麼壞——破損處還在船上剩下的100多公里光纜上,並且在鋪設的過程中定位故障點,當然這仍然需要技術和細心,而且一旦發現破損在前面10公里,後面的努力都將化為烏有。
綜合手頭的資料和以往的經驗,特別是考慮了項目的進度和成本之後,堅定號最終選擇了後者,幸運的是,他們最終賭贏了。
最後關頭,大家一起上陣,為了保證帶着沉重的分路器和連接器的海纜新節點安全平穩地降到海底,不管學歷多高的技術專家,此時都像一個普通水手一樣人拉肩扛,投入這場短兵相接的最終決戰。
4****中國海纜站在巨人的肩上入局
從堅定號的例子我們可以看出,不管海纜鋪設工程包含多少“獨立研發”、“自主產權”的成分,只要能夠拉起這樣一支隊伍,能參與到高風險、高門檻的海纜行業當中,已經是了不起的成就了。
現代海纜鋪設技術在二十一世紀初基本發展成熟,技術進步放緩,給包括中國在內的後發國家一個入行窗口期。華為海洋成立於2008年,就在國內學術圈開始呼籲重視海纜技術和海纜行業後不久。不過,以華為海洋為代表的中國海纜最終得以入局全球海纜業這個高度封閉和壟斷的市場,也是因為站在中國光纖產業這個巨人的肩上。
全球和中國光纖產量(來自中國產業信息網)
中國光纖目前已佔到了全球產量6成以上。然而就在1988-1998年期間建設全國“八縱八橫”一級光纜幹線時,因為當時國產光纖水平不夠,最後不得不統統使用進口光纖。
幸運的是,以趙梓森院士為代表的一批科研人員們堅信“光纖是中國通信業的最後一次機會”,依託國家產業政策扶持的“中國光谷”產業基地,加上中國市場對光纖產品的龐大需求,終於把中國的光纖產業推進了良性循環,避免了中國半導體產業長期落後的下場。
“中國光纖之父”趙梓森院士
製造光纖首先需要製備純度極高的石英玻璃棒,再把玻璃棒拉成細絲。中國的光纖產業,正是先學會了拉絲,又在預製棒上取得了突破,再擴展到光電元件。每一次突破都伴隨着一輪產能的劇烈擴張直至過剩,隨之而來的就是一次行業洗牌,大量不進則退的企業被市場無情地淘汰。
國內光纖價格的變化
可以看到,隨着國內產能的爆發,光纖價格在2001-2002一年內直接腰斬(數據來自中國產業信息網),中國的光纖產業,不僅歷煉出了一批掌握技術,具備市場競爭力的企業,也給了相關產業資本降低成本,進軍產業鏈上下游的機會。
5****中國資本需要什麼樣的產業政策?
讓我們回到文章開頭:
數據顯示,未來兩年海纜的市場估值將保持在19億美元上下。在即將到來的5G時代,除區域數據中心、雲計算、4K/8K視頻、5G及物聯網等技術興起因素的推動外,各國政策的支持以及互聯網巨頭的加入也會讓海纜業務進入爆發期。
如果説正確的產業政策促成了中國光纖產業的發展壯大,那麼海纜行業需要什麼樣的產業政策來迎接這個“爆發期”呢?
目前看來,海纜船作為海纜行業技術最高端、最集中的體現,無疑是中國海纜行業和國際三巨頭差距最大的領域。
中國第一艘5000噸級海纜施工船“啓帆9號”,由馬尾造船廠於2017年9月開始建造,2018年3月下水,總投資近2億,9月完成首航及海纜鋪設實驗。同一年,國內還建造了另外兩艘6000噸級的海纜工程船“源威8號”和“中天5號”。
中英海底系統公司“福海”號萬噸級海纜施工船救助絕境中的巴新漁民和漁船
12月19日,當地各大新聞媒體在顯著位置詳盡報道了總部位於中國上海的中英海底系統公司“福海”號萬噸級海纜施工船全力救助絕境中的巴新漁船,為中國——巴新友誼再添佳話。
在前不久援救巴新漁民事件中大受讚譽的“福海號”,船舶和主要設備的製造商都是外企
除了發放業務許可,放寬政策審批之外,我們的政府似乎還可以考慮給予對船舶製造業相應的政策扶持,促進企業間的跨行業合作,讓華為海洋這樣的企業可以專注於自己在通信領域的技術優勢,不要逼着它們再去進軍造船業了。
相比Youtube上海纜紀錄片、科普短片幾十萬甚至上百萬的播放量,國內視頻網站上關於海纜的視頻點擊量往往不過幾百上千,多的也不過上萬,而且內容往往還來自對前者的搬運。十幾億人口的中文圈,對海纜的瞭解程度,可以説和同樣十幾億人口的英語圈存在着數量級上的差距。
如何通過讓更多的人瞭解海纜,如何為從業人員規劃清晰、長遠、有吸引力的職業發展路線,讓更多的人可以放心地把個人的前途託付給海纜事業?除了向國家要政策之外,這是國內的資本方更應該考慮的問題。