基于专利分析的光纤光缆技术发展研究

张雪

摘 要：光纤光缆是光网络或光链路中光信号从一端传送到另一端的物理媒介，具有比铜缆节能、抗干扰、容量大和速率高等优势[1]，已成为信息化社会中信息的主要传输媒介，在通信、交通、工业、医疗和教育等领域得到广泛应用。本文将以全球光纤光缆技术专利为研究对象，从光纤光缆整个生产链的角度分析各环节的关键技术发展趋势和技术领域分布，研究当前光纤光缆技术的成熟度及关键技术的最新动向，研判主要机构的专利布局和竞争优势。

关键词：光纤光缆技术；光缆核心专利技术

1 光纤光缆技术专利申请趋势

光纤光缆技术专利申请数量总体上呈现增长态势，并具有一定的周期性，如图1所示。第1阶段（1971年～1986年）是起步萌芽期，专利申请数量较少；第2阶段（1987年～1996年）是平缓发展期，专利申请数量长期处于200件以下水平震荡和徘徊；第3阶段（1997年～2002年）是高速增长期；第4阶段（2003年～2007年）是发展低迷期，专利申请数量呈现下降趋势；第5阶段（2008年至今）专利申请数量重新呈现出向上的趋势。美国、日本和中国是光纤光缆技术专利主要申请国家。2002年之前，美国和日本的相关专利申请较多，但2002年后，美国和日本的专利申请出现下降趋势。2008年以后，中国加速了光纤光缆技术专利的申请，特别是2010年后，中国专利年申请数量几乎占到全球年申请数量的60%以上，是光纤光缆技术专利新一轮增长的主要驱动力。

2、光纤光缆技术分布和最新动向

在热点技术方面，包含多层的芯或包层的光导纤维、带有包层的光导纤维和由再加热软化的玻璃管、棒、纤维或细丝制造玻璃纤维或细丝等光纤技术最近三年的专利申请量达到各自专利总量的30%以上，相对自身发展较快。此外，用于为光导纤维提供抗拉强度和外部保护的机械结构、包括至少1个电导体连同光导纤维共同构成的电缆、芯和包层纤维组成的光导纤维和不同种类玻璃组成的光导纤维等技术也有较快发展。2015年以来，光纤光缆技术领域涌现出一批新技术。在光纤预制棒方面，出现了抛光磨削剂、抛光剂、抛光研磨装置、装夹装置以及运输搬运装置等新技术；在光纤方面，出现了羧酸金属盐阻燃新材料、拉丝余长监测和涉及纳米材料改性的塑料光纤及其制备方法等新技术；在光缆方面，出现了改性聚丙烯或聚对苯二甲酸丁二醇酯的材料和光缆应急抢修车等新技术。

3、国外主要机构的技术布局

日本住友电工公司、日本藤仓公司、日本古河电气有限公司和美国康宁公司等国外主要机构专利数量较多，在光纤预制棒、光纤和光缆等技术领域都有较好的布局，但近年来专利申请数量偏少。日本住友电工公司作为光纤光缆的专利领头羊，专利数量达到1205件，技术布局全面。光纤核心专利技术包括：光纤线路识别方法、色散位移光纤、色散补偿光纤、具有不同部分覆层的微结构光纤、用于波长转换器的具有额外包层的光纤、通过化学气相沉积涂覆碳的光纤和用于光学模块的微结构光纤等；光缆核心专利技术包括：具有最硬树脂层保护套的通信光缆、用于潜艇或中继通信的光缆、防水通信光缆和涂覆紫外线固化树脂的光缆等。日本藤仓公司拥有671件专利，位居全球第2，其技术布局与住友电工公司具有一定的相似性。美国康宁公司拥有377件专利，技术布局全面，在光缆方面具有较多高引用的专利。光纤核心专利技术包括：多层聚合物涂层的可熔断光纤、用于长距离和超长距离网络放大器的光纤（海底应用）、保偏光纤制造以及包含反应性单体和光引发剂的可辐射固化组合物的光纤涂层等；光缆核心专利技术包括：用于光通信网络的预连接室外光纜、用于光纤通信网络的光纤配线光缆组件、具有围绕分离层护套的光通信光缆、用于光纤到本地网络的光纤分配缆、含低密度聚乙烯材料的通信光缆、含苯乙烯等填充材料的通信光缆、具有水溶胀层的多媒体光缆、具有光电传感器的集成电缆和传输光学数据的集成电缆等。

4、国内主要机构的技术布局

2008年以来，江苏亨通光电股份有限公司、长光通信光纤光缆股份有限公司和江苏中天科技股份有限公司等主要机构专利申请数量持续增多，并呈现出研发重心向光缆集中，积极布局光纤预制棒技术的特点。江苏亨通光电股份有限公司是我国光纤光缆专利最多的机构，拥有267件专利，其中一半以上的专利集中在光缆技术上。长飞光纤光缆股份有限公司是我国光纤光缆专利技术布局最全的企业，专利数量达到261件，其中包含多层的芯或包层的光导纤维方面的专利在全球机构中都有较强的竞争力。光纤核心专利技术包括：低衰减、弯曲不敏感和大有效面积的单模光纤，各种类型的单模光纤，各种类型的多模光纤，包括抗弯曲多模光纤、渐变折射率抗弯曲多模光纤和高带宽多模光纤，适合高速大预制棒制造具有低偏振模色散单模光纤的方法等；光缆核心专利技术包括：具有耐高温、耐高电压、防火阻燃和防鼠防蚁防啮等功能的光缆，光电复合缆，全干式四根平行加强件无套管式光纤带光缆等。江苏中天科技股份有限公司拥有159件专利，在光纤预制棒和特殊用途光缆方面具有一定的技术储备，特别是在海底光缆方面具有较多专利布局[2]。中国国家电网的132件专利主要集中在光缆监测和维修方面。光缆核心专利技术包括：用于光纤复合相线的在线温度监测系统及其监测方法、骨架式线缆、通信光缆应急抢修车、光缆接续方法、融冰线路防雷击光纤复合架空地线光缆和光缆护管端口密封吊圈等。烽火通信科技股份有限公司拥有102件专利，技术布局全面。光缆核心专利技术涉及各种形式、用途的光缆，包括：第三代移动通信技术设备连接用光缆、紫外线光缆、复合型油气软管、蝶型光缆、双层大芯数层绞式光缆、双层绞全干式光缆、易剥离的微型分支光缆和楼宇布线的可开天窗式光缆等。江苏富通集团有限公司拥有79件专利，主要布局在光纤预制棒和光纤方面，在光缆技术领域专利布局较少。

5、结束语

本文聚焦光纤光缆专利技术，剖析了国内外主要机构的技术布局，希望能为我国光纤光缆研发创新、市场开拓及技术应用提供参考借鉴。（1）重视专利战略，谋划全球布局，探索潜在的国外市场。我国的相关机构已成为光纤光缆专利新一轮增长的主要驱动力，应强化全球专利的保利意识，重视基于专利合作条约进行专利申请，积极探索并尝试进入巴西、俄罗斯、印度、南非和墨西哥等潜在市场。（2）围绕国家光通信战略和产业技术升级，加强未来重点技术研发。我国的相关机构应加强超高速、超大容量和超长距离光通信光纤光缆的研发和应用，并积极布局智能光缆，重点研发智慧互联小区的可信网络。（3）鼓励中小企业创新技术发展，营造产业集聚效应。目前，我国应围绕核心巨头，鼓励建立一批具有自主技术和创新能力的中小企业，形成全产业链覆盖且实力雄厚的产业群，以提升市场竞争力及风险承受力。

参考文献

[1] 陶智勇，蔡进.我国光纤技术演进与发展的几个阶段[J].光通信技术，2010，34（1）：59-61.

[2] 李泽朋，陈国亮，李宏彦.浅谈光纤光缆和通信电缆技术的发展[J].科技广场，2008，（3）：42-44.