華為發(fā)布面向2030的光通信系統架構及技術(shù)演進(jìn)報告

  近日，華為在A(yíng)CP2023(Asia Communication and Photonics Conference)大會(huì )發(fā)布光通信系統架構及技術(shù)演進(jìn)報告。ACP是亞太地區光通信、光子學(xué)及相關(guān)技術(shù)最大規模的年度學(xué)術(shù)大會(huì )之一，首屆ACP大會(huì )始于2001年，本屆ACP共有4個(gè)大會(huì )報告。

  大會(huì )報告人唐曉軍博士為華為光產(chǎn)品線(xiàn)技術(shù)規劃部部長(cháng)&首席技術(shù)規劃師，他提出，未來(lái)的三大產(chǎn)業(yè)變化，將對光通信產(chǎn)生深遠影響：

  AI智能產(chǎn)業(yè)：人機共生的AI時(shí)代已然到來(lái)，數據中心空前大發(fā)展，全光互聯(lián)需求迫切。

  3D顯示產(chǎn)業(yè)：裸眼3D技術(shù)日漸成熟，終端設備發(fā)布掀起應用熱潮，高品質(zhì)家庭網(wǎng)絡(luò )成為重中之重。

  太空寬帶產(chǎn)業(yè)：人類(lèi)對寬帶通信的需求遍布荒野沙漠及太空，衛星光寬帶是重要底座。

  基于對產(chǎn)業(yè)變化的分析，唐曉軍博士提出，2030全光目標網(wǎng)主要由全光調度骨干網(wǎng)、全光直達城域網(wǎng)、高品質(zhì)接入網(wǎng)、智慧家庭網(wǎng)絡(luò )及星際光網(wǎng)組成，并分析了全光目標網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng )新與挑戰，主要包括以下4個(gè)方面：

  SDM系統

  SDM系統是支撐下一代光系統帶寬擴容演進(jìn)的有效方案。同時(shí)，該系統正面臨幾個(gè)方向選擇的問(wèn)題：技術(shù)路線(xiàn)(強耦合多芯、弱耦合多芯、多纖、少模、多模、OAM等)，光纖(G.652/G.654E/空芯)，復用層次(WDM→SDM、SDM→WDM)，SDM并行數(2路、4路、8路……)

  唐曉軍博士提出：兼容架構、極簡(jiǎn)管理、集成系統、融合應用這四大理念將驅動(dòng)SDM系統走向產(chǎn)業(yè)化。

  1) 兼容架構

  匹配不同復用/解復用嵌套層次，WDM→SDM、SDM→WDM均支持，其中WDM→SDM因兼容現有WDM系統、結構簡(jiǎn)單，前景更被看好。

  匹配不同光纖并接方式，FSDM與MCF系統可并存。

  匹配不同光纖類(lèi)型， G.652/G.654E/空芯光纖即可用于多纖對系統、也可用于多芯系統。

  匹配不同建網(wǎng)模式。新部署光纖、利舊現有光纖、新舊光纖混用等三種模式均可支持。

  2) 極簡(jiǎn)管理

  對于SDM系統，相同波長(cháng)在同一根光纖的不同纖芯傳輸，波長(cháng)有重疊。通過(guò)對相同波長(cháng)按照不同的光通道編制，實(shí)現WDM-Like管理，從而支持向SDM系統平滑演進(jìn)。

  3) 集成系統

  光收發(fā)：模塊集成走向器件級多路、器件集成走向芯片級多路

  光放大：從多路合封走向一體化全集成，而一體化光纖、泵浦共享、光學(xué)集成是光放大集成面臨的主要挑戰

  光交叉：匹配空分系統容量演進(jìn)，光交叉維度需求翻倍，光交叉維度需要從32D向64D、128D等持續演進(jìn)

  連接器：空分光纖與單模光纖的無(wú)縫對接，需在FIFO技術(shù)上實(shí)現突破

  光接入系統創(chuàng )新從帶寬使能邁向體驗使能

  不同用戶(hù)對接入業(yè)務(wù)的品質(zhì)要求有所區別，如何通過(guò)技術(shù)創(chuàng )新為用戶(hù)提供差異化的品質(zhì)體驗，是接入網(wǎng)系統創(chuàng )新的下一跳;同時(shí)TDM技術(shù)提速到達極限，如何引入新的復用方式滿(mǎn)足接入帶寬需求成為關(guān)鍵。

  全光直達城域光網(wǎng)

  為滿(mǎn)足數據海量增長(cháng)的需求，城域光網(wǎng)正在持續下沉到CO機房和站點(diǎn)，到2030年到CO機房的速率將達1Tbps以上、到站點(diǎn)的速率將達100Gbps以上，如何在架構、電層和光層進(jìn)行創(chuàng )新從而滿(mǎn)足要求，需要提上研究日程中，比如，池化架構創(chuàng )新、電層協(xié)議和池化技術(shù)創(chuàng )新、光層數字化創(chuàng )新等。

  百G+星際光互聯(lián)

  衛星通話(huà)功能已然成為華為Mate60的亮點(diǎn)特性，可見(jiàn)人們對荒野沙漠等無(wú)人區通信需求的迫切，未來(lái)人們對通過(guò)衛星進(jìn)行寬帶通信的需求將日漸強烈。如何將當前10Gbps的星際光互聯(lián)速率提升到100Gbps以上?研究方向包括超大容量宇航光系統、超大規模動(dòng)態(tài)組網(wǎng)、AI及數字孿生仿真等。

  最后，唐曉軍博士呼吁學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界攜手，讓技術(shù)創(chuàng )新塑造2030全光目標網(wǎng)，為構建美好的智能世界打下堅實(shí)基礎。