2014年腔体耦合器投资分析研究咨询报告

年腔体耦合器投资分析研究咨询报告第一章腔体耦合器产业概述1.1腔体耦合器定义耦合是指两个或两个以上的电路元件或电网络的输入与输出之间存在紧密配合与相互影响，并通过相互作用从一侧向另一侧传输能量的现象；概括的说耦合就是指两个或两个以上的实体相互依赖于对方的一个量度.分为以下几种：非直接耦合：两个模块之间没有直接关系，它们之间的联系完全是通过主模块的控制和调用来实现的。数据耦合：一个模块访问另一个模块时，彼此之间是通过简单数据参数(不是控制参数、公共数据结构或外部变量)来交换输入、输出信息的。标记耦合：一组模块通过参数表传递记录信息，就是标记耦合。这个记录是某一数据结构的子结构，而不是简单变量。控制耦合：如果一个模块通过传送开关、标志、名字等控制信息，明显地控制选择另一模块的功能，就是控制耦合。外部耦合：一组模块都访问同一全局简单变量而不是同一全局数据结构，而且不是通过参数表传递该全局变量的信息，则称之为外部耦合。公共耦合：若一组模块都访问同一个公共数据环境，则它们之间的耦合就称为公共耦合。公共的数据环境可以是全局数据结构、共享的通信区、内存的公共覆盖区等。内容耦合：如果发生下列情形，两个模块之间就发生了内容耦合(1)一个模块直接访问另一个模块的内部数据;(2)一个模块不通过正常入口转到另一模块内部;(3)两个模块有一部分程序代码重叠(只可能出现在汇编语言中);(4)一个模块有多个入口。腔体耦合器,用于按需求分配有线射频信号,具有工作频带宽、带内插损小、隔离度高、驻波比小、外型美观的特点。1.2腔体耦合器分类及应用腔体耦合器是将光讯号从一条光纤中分至多条光纤中的元件，属于光被动元件领域，在电信网路、有线电视网路、用户回路系统、区域网路中都会应用到。腔体耦合器由于没有隔离电阻，填充介质为空气，且散热快，故能够承受比较大的功率，最大承受功率可达到200W，而且插入损耗较小。腔体耦合器的主要用途是用于按需求分配有限射频信号。腔体耦合器具有耦合损耗可根据实际需要而设计,具有工作频带宽,带内插损小,隔离度高,驻波比小,其外型美观的特点。腔体耦合器频率一般为800-2500MHz，耦合度(dB)有5、6、7、8、10、15、20、25、30，腔体功分器有二功分、三功分、四功分。腔体耦合器适用于基站耦合等大功率信号耦合或室内分布系统等要求长期及稳定性的区域，根据运营商要求选择。1.3腔体耦合器产业链结构产业链定义：即从一种或几种资源通过若干产业层次不断向下游产业转移直至到达消费者的路径，它包含四层含义：一是产业链是产业层次的表达。二是产业链是产业关联程度的表达。产业关联性越强，链条越紧密，资源的配置效率也越高。三是产业链是资源加工深度的表达。产业链越长，表明加工可以达到的深度越深。四是产业链是满足需求程度的表达。产业链始于自然资源、止于消费市场，但起点和终点并非固定不变。产业链是一个包含价值链、企业链、供需链和空间链四个维度的概念。这四个维度在相互对接的均衡过程中形成了产业链这种“对接机制”是产业链形成的内模式，作为一种客观规律，它像一只“无形之手”调控着产业链的形成。产业链是产业经济学中的一个概念，是各个产业部门之间基于一定的技术经济关联，并依据特定的逻辑关系和时空布局关系客观形成的链条式关联关系形态。产业链主要是基于各个地区客观存在的区域差异，着眼发挥区域比较优势，借助区域市场协调地区间专业化分工和多维性需求的矛盾，以产业合作作为实现形式和内容的区域合作载体。产业链的本质是用于描述一个具有某种内在联系的企业群结构，它是一个相对宏观的概念，存在两维属性：结构属性和价值属性。产业链中大量存在着上下游关系和相互价值的交换，上游环节向下游环节输送产品或服务，下游环节向上游环节反馈信息。产业链分为接通产业链和延伸产业链。接通产业链是指将一定地域空间范围内的断续的产业部门(通常是产业链的断环和孤环形式)借助某种产业合作形式串联起来；延伸产业链则是将一条既已存在的产业链尽可能地向上下游拓深延展。产业链向上游延伸一般使得产业链进人到基础产业环节和技术研发环节，向下游拓深则进入到市场拓展环节。产业链的实质就是不同产业的企业之间的关联，而这种产业关联的实质则是各产业中的企业之间的供给与需求的关系。随着技术的发展，迂回生产程度的提高，生产过程划分为一系列有关联的生产环节。分工与交易的复杂化对使得在经济中通过什么样的形式联结不同的分工与交易活动成为日益突出的问题。\o"企业组织结构"企业组织结构随分工的发展而呈递增式增加。因此，搜寻一种企业组织结构以节省\o"交易费用"交易费用并进一步促进分工的潜力，相对于生产中的潜力会大大增加。企业难以应付越来越复杂的分工与交易活动，不得不依靠企业间的相互关联，这种搜寻最佳企业组织结构的动力与实践就成为产业链形成的条件图表SEQ图表\*ARABIC1产业链形成模式示意图如图所示，产业链的形成首先是由\o"社会分工"社会分工引起的，在交易机制的作用下不断引起产业链组织的深化。在图中，C1、C2、C3表示社会分工的程度，其中，C3>C2>C1表示社会分工程度的不断加深；A1、A2、A3表示市场交易的程度，A3>A2>A1表示市场交易程度的不断加深；B1、B2、B3表示产业链的发展程度，其中，B3>B2>B1表示产业链条的不断延伸和产业链形式的日益复杂化。三个坐标相交的原点0，表示既无社会分工也无市场交易更无产业链产生的初始状态。从C1点开始，而不是从坐标原点开始，意味着社会分工是市场交易的起点，也是产业链产生的起点社会分工C1的存在促进了市场交易程度A1的产生，在A1作用下，需要B1的产业链形式与它对接B1这种产业链形式的产生又促进了社会分工的进一步发展，于是，社会分工就从C1演化到C2。相应地，在C2的作用下，市场交易程度从A1发展到A2，A2又促进了产业链形式从B1发展到B2。接着，按照同样的原理，B2促使C2发展到C3，C3又促使A2发展到A3，A3又促使产业链从B2发展到B3⋯⋯如此周而复始，使产业链不断形成发展。产业链形成的动因在于产业价值的实现和创造产业链是产业价值实现和增值的根本途径。任何产品只有通过\o"最终消费"最终消费才能实现，否则所有中间产品的生产就不能实现。同时，产业链也体现了产业价值的分割。随着产业链的发展，产业价值由在不同部门间的分割转变为在不同产业链节点上的分割产业链也是为了创造产业价值最大化，它的本质是体现“1+1>2”的价值增值效应。这种增值往往来自产业链的\o"乘数效应"乘数效应，它是指产业链中的某一个节点的效益发生变化时，会导致产业链中的其他关联产业相应地发生倍增效应产业链价值创造的内在要求是：\o"生产效率"生产效率≥内部企业生产效率之和(协作乘数效应)；同时，交易成本≤内部企业间的交易成本之和(分工的\o"网络效应"网络效应)。企业间的关系也能够创造价值。价值链创造的价值取决于该链中企业间的\o"投资"投资。不同企业间的关系将影响它们的投资，并进而影响被创造的价值。通过鼓励企业做出只有在关系持续情况下才有意义的投资，关系就可以创造出价值来。腔体耦合器行业的产业链结构分析：上游原材料供应商，中游腔体耦合器生产商，下游应用行业，此外还有贯穿产业链的物流配送厂家、销售厂家等。图表SEQ图表\*ARABIC2腔体耦合器产业链结构图资料来源：相关调研资料整理1.4腔体耦合器产业概述\t"/165/_blank"光纤无源器件是\t"/165/_blank"光纤通信系统中的重要组成部分。按其功能分类，有光纤连接器、光纤\t"/165/_blank"耦合器、波分复用器、\t"/165/_blank"光开关、光\t"/165/_blank"衰减器、光隔离器和\t"/165/_blank"光环行器等。光纤通信系统正在向\t"/165/_blank"接入网、\t"/165/_blank"宽带网、密集波分复用系统和全光网方向发展，对光纤无源器件的技术提出了新的更高的要求。因此，如何把握光纤无源器件的技术发展方向,以适应市场的需求，已成为业内人士所关注的问题。本文首先介绍光纤无源器件的技术概况，然后就光纤无源器件的技术发展方向，概括地说，就是光纤连接器的小型化、光纤耦合器的宽带化、波分复用器的密集化、光开关的矩阵化以及光纤无源器件的集成化，进行粗浅地讨论。一、无源器件的技术概况1.分类和应用光纤无源器件种类繁多，结构纷呈，一般按器件的功能进行分类。光纤(缆)连接器在光纤通信线路中具有连接功能的器件。除\t"/165/_blank"光缆之间的固定接头外，大多是单芯或多芯的活动连接器，用于光缆与光配线架(ODF)的连接、光配线架与\t"/165/_blank"光端机的连接。光纤耦合器在光纤通信线路中个有分路或耦合功能的器件。按其端口配置的形式，又可分为树形耦合器和星形耦合器，一般由单个的1×2(Y型)耦合器和2×2(X型)耦合器级连而成，用于各种光纤\t"/165/_blank"网络，如光纤\t"/165/_blank"有线电视、\t"/165/_blank"局域网(\t"/165/_blank"LAN)等。波分复用器在光纤通信线路中可以对波长进行分割复用/解复用的器件。按复用波长的数量，可分为二波长复用器和多波长复用器;根据复用波长之间的间隔，又可分为粗波分复用器(CWDM)和密集波分复用器(DWDM)，用于各种波分复用系统、光纤\t"/165/_blank"放大器等。光开关在光纤通信线路中具有光路转换功能的器件。按其端口的配置，又可以分为多路光开关(1×N)和矩阵光开关(N×N)，一般由单个的1×2或2×2光开关级连而成，用于备用线路、\t"/165/_blank"测试系统和\t"/165/_blank"全光网络等。光衰减器在光纤通信线路中可以按要求衰减一部分光信号能量的器件。按衰减量的可调性，又可以分为固定衰减器和可调衰减器。光隔离器在光纤通信线路中使光信号只能单向传输的器件。光环形器使光信号只能沿固定途径进行环行传输的器件。2.结构和工艺光纤无源器件的结构和工艺大体可以分为3种。第一种是全光纤型结构。它们在光路中只有光纤，没有其他光学零件。例如光纤端面接触式(又称近场型)连接器，采用精密加工的插头体(单芯一般为陶瓷，多芯一般为聚合物)，光纤插入并固定后进行研磨抛光，然后配以外围零件。又如熔融双锥耦合器(FBT)，采用微火炬加热并拉伸平行接触的两要光纤耦合区，使用形成双锥，通常称为熔融拉锥法。第二种是分立元件组合型结构，又称微光器件。它们由光纤与自聚焦透镜、棱镜、\t"/165/_blank"滤波器等各种微小光学零件组成光路，其基本的光路是由光纤与2个1/4节距的自聚焦透镜组成的具有扩束/聚焦功能的平行光路。在2个1/4节距的自聚焦透镜之间，根据功能要求设置有关微型光学元件。第三种是平面波导型结构，又称光子集成器件。其核心的光路是采用集成光学工艺根据功能要求而制成的各种平面光波导，有的还要在一定的位置上沉积电极，然后光波导再与光纤或光纤阵列耦合。二、光纤连接器的小型化光纤连接器是光纤系统中使用最多的光纤无源器件。目前的主流品种是FC型(螺纹连接式)、SC型(直插式)和\t"/165/_blank"ST型(卡扣式)3种，它们的共同特点是都有直径为2.5mm的陶瓷插针，这种插针可以大批量地进行精密磨削加工，以确保光纤连接的精密准直。插针与光纤组装非常方便，经研磨抛光后，插入损耗一般小于0.2dB。随着\t"/165/_blank"光纤接入网的发展，光缆密度和光纤配线架上连接器密度的不断增加，目前使用的连接器已显示出体积过大、价格太贵的缺点，因此小型化是光纤连接器的发展方向。小型化之一是缩小单芯光纤连接器尺寸，开发小型化(SFF)的连接器，如美国\t"/165/_blank"朗讯公司的LC型连接器，日本\t"/165/_blank"NTT公司的MU型连接器，瑞士Diamond公司的E-2000型连接器。它们的插针直径只有1.25mm，所以组装密度比现有连接器要提高一倍多。LC型和MU型的插针为陶瓷材料，E-2000型的插针则为陶瓷-金属的复合结构。小型化之二是开发适应带状光纤的多芯光纤连接器，即MT型的系列光纤连接器。例如，日本\t"/165/_blank"藤仓公司采用了mini-MT连接器套管，研制出体积更小、又完全符合日本家电连接器RJ-45标准要求的MT-RJ型二芯光纤连接器;美国US-Conec公司以MT元件为基础，研制了可以连接4，8，10，12芯光纤的MTP/MPO型光纤连接器;美国Siecor公司的小型MT光纤连接器，即小型MAC型连接器，它最多只能用于4芯光纤;此外，美国Berg电子公司也为光纤带研制了小型MAC型连接器，该连接器可以连接2-18芯光纤。这些连接器的\t"/165/_blank"插芯均采用聚合物材料制成。预计若干年后，小型化的单芯光纤连接器、以带状光纤连接器为主的多芯光纤连接器将与目前大量使用的直径为2.5mm插针的连接器并贺齐驱，形成三足鼎立的局面。三、\t"/165/_blank"光纤\t"/165/_blank"耦合器的\t"/165/_blank"宽带化当前，能进行大批量生产单模光纤耦合器的方法是熔融拉锥，当光纤纤芯变细形成双锥时，由于模场直径的扩大，使一根光纤的信号可以耦合到另一根中去。在这种方法中，由于光纤之间的耦合系数与波长有关，所以\t"/165/_blank"光传输波长发生变化时，耦合系数也会发生变化，即耦合器的分光比发生变化，一般分光比随波长的变化率为0.2%nm。这种耦合器允许的带宽一般只有±20nm，称为标准型耦合器。显然，在允许的带宽范围内，分光比的变化≤±4%。这种耦合器可称为波长平坦型耦合器。所以宽带化是耦合器的一个重要发展方向。为制造宽带耦合器，许多公司在深入研究熔融双锥耦合理论或进行大量实践的基础上，对熔融拉锥的工艺进行了改进。例如，考虑到熔融双锥的耦合是周期性的，耦合周期愈多，耦合系数与传输波长的关系愈大，所以应尽量减少熔融拉锥中的耦合次数，最好在一个周期内完成耦合;又如，改变两要光纤的转播常数也可减小耦合系数与传输波长的关系，所以可选择两根不同纤芯直径的光纤进行熔融拉锥，也可对一根光纤腐蚀或预拉伸后再与另一根光纤一起进行熔融拉锥。采用分立元件组合结构和平面波导结构，可以从根本上改善耦合器的带宽性。在分立元件结构的耦合器中，一般采用半透膜进行分光，可以通过膜层的设计和制造达到需要的带宽特性，在平面波导结构的宽带耦合器，带宽可以达到350nm，这是目前熔融锥法难以达到的。四、波分复用器的密集化当前使用的波分复用器主要是二波长的复用器，如1310/1550nm、980/1550nm和1480/1550nm3种，前者用于通信线路，后面两种用于光纤\t"/165/_blank"放大器，其制造方法也是熔融拉锥。随着密集波分复用系统的发展，多波长复用器的需求正在增加，因此复用系统的发展，多波长复用器的需求正在增加，因此复用波长之间的间隔正在缩小。波长之间的间隔为20nm时，一般称为粗波分复用器(CWDM);波长之间的间隔为1-10nm时，一般称为密集波分复用器(FDM)。有时也笼统地将这些\t"/165/_blank"多路复用器称为密集波分复用器。密集化是波分复用器的发展方向。根据制造方法的不同，密集波分复用器主要有3种类型：薄膜\t"/165/_blank"滤波器型、光纤布拉格\t"/165/_blank"光栅型和阵列波导光栅型。薄膜滤波器是将多层介质膜置于2个1/4节距的自聚焦透镜之间,利用多层介质膜的干涉效应，制成对某一波长透明的带通滤波器(BWDM)，当复用的波长旁轴入射时，只有一个波长透射，其他波长则反射。数个这样的复用器连在一起，就可构成密集波分复用器。这种产品的一般性能为：通带宽度约13nm，隔离度≥25dB，回波损耗≥55dB，插入损耗≤4dB。光纤布拉格光栅型利用紫外光诱导光纤纤芯的折射率发生周期性的变化，当折射率的周期性变化满足布拉格光栅条件时，相应的波长反射，其他波长则顺利通过。这种反射型光栅相当于一个带阻滤波器，又称切趾滤波器或切趾布拉格光栅。多相这样的光栅以一定的方式可以组成密集型波分复用器。阵弄波导光栅型是采用平面波导的光子集成器件，其基本结构由3部分组成：输入/输出(I/O)光波导阵列、自由转播区平板波导和弯曲波导阵列。当弯曲波导之间的相位差满足光栅方程时，这种阵列波导即可实现复用/解复用功能。日本\t"/165/_blank"NTT研制出复用400个波长的波导阵列光栅，波长间隔为0.2nm，隔离度为30dB，每通道损耗为3.8-6.4dB，尺寸为124mm×64mm。常规用的32或64波长的AWG的波长间隔为0.8nm，隔离度为28dB，每通道的损耗为2-3dB。当前这3种密集波分复用器技术以薄膜滤波器型最为成熟，约占总市场的45%;其次是阵列波导光栅型，约占总市场的40%;光纤布拉格光栅型比较适宜于制作50GHz(波长间隔为0.4nm)的密集波分复用器，约占总市场的15%。五、\t"/165/_blank"光开关的矩阵化近年来，随着密集波分复用系统和全\t"/165/_blank"光通信网的研究，要求在各结点上的交换，如光交叉连接(OXC)、光分插和复用(OADM)和保护倒换，直接在光层中完成，这就需要光开关。由于这些结点上进行交换的光纤和波长数量很多，所以这种光开关应当是大端口数的矩阵光开关。大端口数的矩阵光开关一般由单个的1×2或2×2光开关级连而成。传统的机械式光开关虽然在插入损耗、隔离度、消光比和偏振敏感性方面都有良好的性能，但它的尺寸比较大，动作时间比较长，一般为几十毫秒，不易组成大端口数的矩阵光开关。而非机械式光开关，主要是电光式的波导光开关，其开关速度在毫秒级到亚毫秒级，体积非常小，易于集成为大端口数的矩阵光开关，但共插入损耗、隔离度、消光比和偏振敏感性等性能都比较差。为此，近年来出现了能集成大规模矩阵阵列而又有良好性能的两种新型光开关，即微机械光开关(MEMS)和热光开关。微机械光开关是在平面光波导的基体帛制成机械光开关的动作机构，例如采用深蚀刻、浅扩散工艺，可制作出悬臂梁作为光开关的可动部分，悬臂梁的侧面可用作反射镜。在可动和固定部分之间的梭齿式交叉电极上没有电压时，光路有反射输出;加上电压时，悬臂梁在静电力的作用下产生一个位移，悬臂梁侧壁的反射输出为零，从而实现光的转换。热光开关通过加热使光波导折射率发生变化，从而改变光输出方向。便如，气泡型光开关是两条平面光波导的交叉点上，蚀刻一条管沟，管沟内注入折射率匹配液，因而波导内的光信号可以进行直线传输。采用类似复用机中的热喷墨技术，在波导交叉点的匹配液内产生一个气泡，光信号在气泡的全内反射作用下，被反射到另一个光波导，从而实现光的转换。目前国外大端口数的矩阵开关的性能已足以满足全光网的交换要求。例如，美国\t"/165/_blank"朗讯公司采用mems技术已研制出1296端口的光交叉连接，插入损耗为5.1db，隔离度为38dB。Agilent公司研制的32×32气泡型光开关，最大损耗为7.5dB。微机械式的转换时间仅为3.7ms，气泡型也小于10ms。六、无源器件的集成化由上可见，无论是在耦合器的宽带化，还是在波分复用器的密集化以及光开关的矩阵化中，光子集成都是一条重要途径，甚