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4.2 IT泡沫破裂之前的光传输产业
PDH的应用及不足
光纤的最早投入商用是由AT&T完成,在光纤应用之前,贝尔实验室在更早的1962年就推出用铜线传输Transmission System 1系统传输模拟电话,在每个铜线上复用24个电话,在当时也是最先进,效率最高的设备之一。传输系统的数字化是比交换机的数字化要早,在Transmission System 1就已经实现了64K语音的数字化传输,但当时的交换机还处在模拟交换时代。随着交换机的数字化,传输系统的进步,24的这个规格也就保留下来了。这也就是美洲的T1标准的最早的起源。而随后欧洲数字化传输,技术使用的都差不多,但是采用的是32个64K数字时隙的规格,对应的T1的T-carrier名称,欧洲的叫E-carrier,因此最小的单元也称为E1,而64K*32=2M,这也就是2M电路的由来。
早期的光传输系统由于定位为程控交换机与程控交换机之间的直接连接,并且无论是光传输设备还是光纤,成本都比较高,在速率不高的情况下,单位的成本比使用同轴电缆还高,因此在80年代,光传输使用不是特别广泛,使用量也不是很大。使用不多还有一个原因是光传输最开始使用的都是PDH制式的,也就是非同步系统。PDH传输线路主要是点对点连接,缺乏网络拓扑的灵活性,使用不方便,非同步复用,要实现高一级的复用,需要逐级码速调整来实现复用/解复用,这在电信网络里面的使用成本就非常高了。并且由于技术的普及,在不同区域的设备供应商定义了不同的传输标准,形成了美洲,欧洲和日本三大系列标准,并且不能互联互通。
在80年代AT&T,北电,阿尔卡特,西门子,爱立信以及日本的NEC,富士通等主要设备厂商都投入了光传输的产品的开发,不过由于当时标准定义中未明确定义光接口的标准,使得各厂商之间也不能实现互联互通,又更进一步限制了PDH使用。
SDH的应用及普及
由于意识到PDH的不足,在20实际80年代中期,AT&T提出了同步光网络SONET(Synchronous Optical NETworking)的概念,并成为美国国家标准。在此基础上,ITU接受SONET的标准,并重新命名了为SDH(Synchronous Digital Hierarchy)标准,使之成为不仅适于光纤也适于微波和卫星传输的通用技术体制,与SONET有细微差别,SDH/SONET定义了一组在光纤上传输光信号的速率和格式,通常统称为光同步数字传输网,这也是在PDH之后光传输的一次革命,有点类似用GSM数字系统替代模拟系统的意思。总之,在PDH解决了最初的商用技术问题之后,SDH在系统可用性,运营商建设和维护效率上面取得了极大的进步,这也使得SDH诞生之后,迅速普及。使用量的增加也促使了成本快速降低,市场规模的扩大又促使设备商大量投入技术研发,速率也快速提升,这又进一步促进光网络的快速普及,步入良性循环的通道。SDH标准还有一个好处,就是可以方便的提升光纤的速率,并保持良好的兼容性。
在光传输的应用初期,由于光纤的成本,光器件的成本以及由光传输设备成本都比较高,在初期和同轴电缆传输相比,甚至可能都不一定有竞争力,就好比程控交换机在应用初期,也是比之前纵横制及步进制交换机贵,贵的原因之一是本身的器件和组成成本高,另外一个原因是在初期的研发投入都比较大,因此刚开始的时候要卖得贵一些。
SDH的标准也是在不断应用中增加的,在1988年发布的第一版本的SDH标准中,只包含了两个版本的速率,也就是155Mbps和622Mbps的,也就是STM-1(155M)和STM-4(622M),到了1991年的标准才增加了STM-16(2.5G),1996年新增STM-64(10G),一直到2000年的标准中才增加了STM-256(40G)标准。最开始的155/622M的实现技术难度相对小一些,而10G及以后的技术标准,由于实现的技术难度加大,产品更新的速度也在降低,当然这个是后话。
在SDH光传输在早期应用过程中,速率从90年代初期(实际商用稍微晚于标准发布)155M/622M迅速提升到90年中期的2.5G的速率,这个时候由于在光传输领域就出现了两个不同的技术演进方向,虽然从后期看起来并不矛盾,但是在当时产品的方向上面还是存在不同的争议的。因为单波长2.5G再向后演进,就应该是10G系统,而单波长的10G系统要极大的依赖于关于光器件,对光纤的要求也比较高。而另外一种思路就是在当前已经有的光传输系统上面叠加一个密集波分复用系统(DWDM),也就是说,一个波长传2.5G,如果在一根光纤里面通过复用,传输4个不同的波长,分别传输2.5G的速率,也是可以达到10G的网络传输速率。
光传输系统依赖的光模块
在两种技术的竞争中,北电属于10G单波升级流,从1994年就开始投资10G光网络的研究,1996年,当北电推出10G光纤技术时,最初市场并没有引起太大的反响。因为当时2.5G的网络都还没有发挥出足够的潜力。但是随着自身产品的成熟以及在网络逐渐的商用,10G相对2.5G的速率和成本的优势就逐渐体现出来了。
而朗讯则是坚定的DWDM技术派,DWDM的技术也是由AT&T提出,并最先商用化,但是是在自己网络上小规模的商用。在那个时候,真正有竞争力的DWDM产品是由美国Ciena联合Sprint公司研究出来的。Sprint在80年代建设了国内的长途光缆,但是由于建设时间比较早,标准不是SDH,速率也不是很高,因此就提出了在现有光纤上复用的波长的想法,正好与1992年初创的Ciena公司一拍即合,大量开始部署DWDM波分复用设备。波分设备解决了Sprint在光纤组网和容量上的不足,大大提升了光纤的使用率,因此其他运营商也开始逐渐采用。 光复用器
而中国的SDH网络则从1994年开始,分别是从以色列ECI引进的武汉至南京622M光传输系统和朗讯的香港至广州2.5G骨干网络开始,在引进了不少光传输系统之后,国产的武汉邮科院(烽火通信),华为等国产系统也逐渐开始崭露头角,至少2000年,2001年,国产的光传输系统逐渐占据了国内传输系统的主要市场地位。
而国内的首个DWDM系统也是朗讯的设备,这套设备是连接西安到武汉的1300公里的光传输系统,价格嘛,因为那个时候国内厂商还没有DWDM,因此这一条线的光传输设备就高达1000万美金,而后面朗讯获取的连接9个城市长达12000公里的DWDM骨干网设备则总价高达4000万美金。这么贵的长途设备,长途收0.7元/分钟,也情有可原。当然,后面随着烽火,华为,中兴设备的商用,DWDM与本身SDH的融合,传输设备的价格快速走低,这个和国产交换机研制出来之后和价格从3000RMB一线降到300RMB一线的道理是一样的,你会造了,我就不卖高价了,你不会制造,呵呵,价格还不是由卖方说了算?
IT泡沫的起源及两个因素
2000年的IT泡沫实际上是有两个因素支撑的,一个是92年的信息高速公路计划,另外一个则是96年电信改革法案,而美国独具特色的风投体系,则是IT泡沫源源不断的泡沫燃料。
信息高速公路计划:2000年IT泡沫起源于1992年美国戈尔副总统提出的美国信息高速公路法案。1993年9月,美国政府宣布实施一项新的高科技计划—“国家信息基础设施”(National InformationInfrastructure,简称NII),旨在以因特网为雏形,兴建信息时代的高速公路――“信息高速公路”,使所有的美国人方便地共享海量的信息资源。
正是有了信息高速公路计划的扶持和刺激,美国诞生了一大批互联网公司,包括现在的互联网巨头Google,亚马逊,Facebook(成立相对较晚的2004),已经消失或者接近消失的Yahoo,Hotmail(后被微软收购),网景,微软提供MSN等互联网巨头(应用),也促进了AOL(美国在线)的大发展,成为互联网接入公司市值最高的公司。这些还是在中国闻名遐迩的公司或者应用,不那么有名或者仅仅服务与美国市场的互联网公司就更多如牛毛了。 信息高速公路计划
电信改革法案:在互联网之外,美国1996年还出台了电信改革法案,这个改革法案取消了对美国各种电信公司所提供业务种类的限制,不管是电信企业,还是有线电视企业,还是互联网接入企业,都可以提供电信服务,也是真正第一个在行政法规上面实现电信网、计算机互联网和有线电视网三网合一的国家。这个政策的出台,大大刺激了电信领域各种设备的投资,包括有线电视网企业在内众多公司都加入了长途传输和城域网的建设行列,因为要运营,首先要干的事情就是建设网络。当然,计算机互联网的投资还是主要的。
独特的风投体系:除了国家政策之外,在硅谷形成的独特的风险投资体系为互联网大火源源不断的加油添柴,使得互联网越来越火。新公司刚成立,没钱是吧,风险投资公司投,新公司亏钱是吧,风投来投。成立公司没钱是吧,只要Idea够好,风投出现帮你成立公司。风投不管公司是亏损还是没成立,只要前景看好,业务在快速增长,就敢投钱,亏损那就不是个事。比如最初卖书的亚马逊是1995年成立,1997年上市,一直亏损,直到2015年才实现盈利,虽然亏损,但是亚马逊一直在不停的扩展业务,而股价也就水涨船高。
风投的回报就是,将互联网公司包装上市,主要以纳斯达克为主。中国也有一批公司在纳斯达克上市,成为中国互联网概念股,当然时间相对比较晚。最早是1999年上市的中华网,随后就是互联网门户网站3巨头新浪,网易和搜狐。上个世纪90年代,应该是风投最好的时代,风投回报几十倍,几百倍,甚至几千倍,当然也有投资失败的,只要有几家成功上市,利润的绝对额远远大于亏损的。
电信改革法案的出台相当于为互联网的大火带来了一个威力巨大的鼓风机,这个鼓风机对着由风投体系源源不断燃料(资金)提供的互联网产业,电信行业IT大火使劲的吹,火也就越来越旺。在AT&T之前垄断长途的高利润吸引下,到1997年年中,在美国经营全国性或者地区性长途干线的通信公司超过40家,其中17家是1996年以后才组建的公司或者才开始铺设光缆的公司。而本地接入者也不甘示弱,几乎在每个本地市场都有聚焦于企业联网用户和本地市话网络的公司都在建设本地光纤接入网络(就是后来分层后的城域网)。
在这个疯狂的泡沫的预期下,人们对互联网流量增长就很乐观了,最乐观的估计是每100天互联网流量就要翻一番。这就使得各网络传输公司拼命建设网络,因为网络建设本身就需要周期,面对来势汹汹的互联网流量增长,各企业也只能做好提前量,提前建设网络。
这一波互联网热潮也使得美国成为光纤光缆及光网络最大的市场。 无论是光纤,还是SDH传输以及密集波分复用设备DWDM,光纤光缆市场在上面已经说过,下面就看看当时是怎么预测SDH和DWDM传输设备的。
SDH:而在光纤光缆之上的光传输系统市场规模,99年预测仅2000年全球就有155亿美金的市场,其中美国市场的占比又在50%以上,也使得各传统通信厂商赚的盆满钵满。
DWDM:而在SDH之外的DWDM市场,当时的市场预测就会从1998年的24亿美元规模增加到2003年的77亿美元(如下表),这还不包括DWDM之下的SDH光传输系统。这是一个疯狂的市场规模。
在这种市场预期之下,从光纤光缆到SDH厂家再到DWDM产品,都是疯狂的扩大产能,当然,主要是光纤厂家,因为光纤更多的是生产型的,而光传输设备则由于都是数字化的单板和光器件,生产不是最大的障碍。
当然随着光纤和光传输设备的成本降低,光传输市场规模的快速扩大,光传输的成本也在快速下降。
而上述的市场预测还没有包括海底光缆,因为海底光缆的技术要求更高,主要有阿尔卡特和少数几家设备商占有,其中阿尔卡特市场份额超过50%。
光传输10G速率之争
当数据网络还在迅猛发展的初期,北电就开始投入部分力量跟踪10G的光网络设备,虽然但是最高的标准才有2.5Gbps,业界也还没有哪个技术公司成功研制出10G的标准的传输设备,因此ITU也没有定义10G的传输标准。
随着时间的推移,互联网发展的趋势也越来越明显,网络设备公司争先恐后地为电信运营商兴建2.5G传输网络的同时,北电就已经把研究开发的重点之一放在了更高速的传输设备上,北电要建立竞争优势,使其光纤网络承载的传输速度超过其它所有竞争对手。这在当时看来,是一个风险极大的决策。这个决策所带来的研发投入也是巨大的。1996年,北电将年营业额的14.1%,约18亿美元用于产品的研究与开发,而光网络的研究与开发费用则占到了当年研发费用的一半,约9亿美元,其中的大多数则是投入到了10G的光网络开发。而支撑上述战略决策的则是全球特别是北美光网络汹涌的建设需求以及各种研究机构对光传输市场的乐观预测。
而在95年左右的时候,所有的设备商只能提供2.5G的光传输产品,而大多数的运营商也只能铺设2.5G产品,虽然当时速率还不是最主要的矛盾,因为虽然预见到互联网流量的增长,但是毕竟基数小,一根光缆一般都是有几十根光纤,作为传输骨干网,还不存在网络的拥塞。上面介绍过,作为北电的主要竞争对手,朗讯认为单波长的速率2.5G是传输速率的极限,更高的速度在技术上并不可行,因此将技术发展方向放在了DWDM的开发上。而同期的思科,由于计算机互联及网络中的基本设备是交换机和路由器,思科的主要精力还在交换机和路由器上,和各路交换机路由器竞争对手在竞争,因此思科在光网络上面慢了市场一步。
随着北电两年多的技术努力,终于成功开发出10G速率的光传输系统,是当时市场主流2.5G光传输速度的4倍。与此同时,北电还在DWDM的技术上有了更进一步的突破,当时主要的竞争对手在DWDM上只能传输8个波长的速率,少数能够提供16波的产品,而北电则掌握了32波的传输速率。而将10G光传输与32波的DWDM技术的组合,则相对2.5G+8波或者16波的技术组合,北电的传输能力是竞争对手的8倍或者16倍。对运营商来说,光传输系统最大的工作量是外线挖沟和埋光缆,这个与速率无关,但是如果同样埋一次光缆,一个获得2.5*8=20G,使用北电的产品则可以获得10G*32=320G的传输能力,虽然北电设备会贵一些,但是肯定不是贵32倍,就算贵32倍,可以省去了成本最高的挖沟埋线的成本,也还是非常划算的。
在1996年推出产品时候,运营商的网络还并没有特别拥塞,并且对北电推广的产品并没有很大信心,虽然已经在多个运营商做了测试,但是并没有运营商真正掏钱购买,因此在1996年北电并没有获得10G光传输的商用合同。在1997年年初,1997年初,北电CEO亲自出马,和美国的一个新运营商协商,终于说服了新运营商购买了这套系统,并做商用部署。
没过几个月,这个运营商就将10G光传输用到满负荷,在实际网络环境中验证了10G光传输系统。。对北电来说,这桩合同也成了公司发展的一座里程碑,标志着北电建立了碾压其他公司的竞争优势。随着运营商们对带宽的需求越来越大以及对运营商出租带宽的模式出现(类似与原来老网通宣传的做运营商的运营商),10G光传输的销售越来越好,一直到到1999年只有北电网络能拿得出10G的光传输产品。北电的主要竞争对手朗讯,直到2000年2月才推出类似的能力的产品。
1998年以前,光传输通信设备的头号制造商是朗迅科技公司,在1998年全球光传输通信设备市场上,朗迅科技的市场份额是27.6%,而位居第二位的北电网络是25.3%,而到了1999年,市场整体规模还在高速增长,北电份额增加至30.1%,但是朗迅的市场份额却缩减到了24.4%,但是这个还不是最坏的,到了2000年,北电网络在全球光传输通信设备市场夺得101亿美元的合同,占了全球光传输设备市场大约43%的份额,远远超过了位于朗迅(仅获得15%的份额),把其他竞争对手远远地甩在了后面。而在光纤骨干网的市场,份额更是高达50%,在10G光网络领域则高达90%。当时的北电简直就是独孤求败,打遍全球无敌手。
到2000年的时候,全球的光传输厂商接近20家,包括北电,阿尔卡特,马可尼,朗讯,NEC,西门子,爱立信,ECI(以色列公司),富士通,日立,Ciena(美国公司),Tellabs(美国公司),华为,中兴,烽火等等。在IT泡沫破裂的2000年,在全球骨干传输网市场的份额如下,那个时候国内厂商在固传输网络上还没有什么市场,最多只在城域网市场有一些小市场。
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