信通院張海懿：從突破到更高期待，光通信向多元化融合創(chuàng )新演進(jìn)

  當前數字經(jīng)濟已經(jīng)成為全球科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重要驅動(dòng)力，黨的十八大以來(lái)，我國數字經(jīng)濟取得長(cháng)足發(fā)展。作為構筑數字經(jīng)濟底座的重要組成部分，光通信發(fā)揮著(zhù)舉足輕重的作用。

  回首2023年，我國光通信領(lǐng)域發(fā)生了哪些令人印象深刻的事件?展望2024年，光通信領(lǐng)域又將有哪些值得期待的新技術(shù)、新動(dòng)向?對此，通信世界全媒體記者采訪(fǎng)了中國信息通信研究院技術(shù)與標準研究所所長(cháng)張海懿，聆聽(tīng)她對2023年光通信行業(yè)發(fā)展的真知灼見(jiàn)。

  回眸2023：光通信迎突破 但挑戰猶存

  回眸2023年，在光通信領(lǐng)域發(fā)生了哪些重要事件?對此，張海懿表示：2023年，人工智能大模型興起及智算中心蓬勃發(fā)展，驅動(dòng)數據中心全光高速互連技術(shù)加速發(fā)展，為光通信技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來(lái)了新的動(dòng)力。張海懿談到了三大代表性的成果，充分展示了產(chǎn)業(yè)各界在光通信領(lǐng)域所取得成就。

  一是400G干線(xiàn)傳輸系統商用元年啟動(dòng)。2023年，中國電信、中國移動(dòng)、中國聯(lián)通三大運營(yíng)商圍繞400G開(kāi)展了多場(chǎng)景實(shí)驗室測試和現網(wǎng)試點(diǎn)。中國移動(dòng)于11月初率先啟動(dòng)了最高限價(jià)約36.3億元、400G端口數量超萬(wàn)個(gè)的省際骨干傳送網(wǎng)400G OTN新技術(shù)試驗網(wǎng)設備集中采購項目，開(kāi)啟了在全球規模部署400G超長(cháng)距傳輸系統的序幕。

  二是50G PON和FTTR成為寬帶光接入聚焦點(diǎn)。截至2023年，華為、中興、烽火等企業(yè)均已發(fā)布了單波長(cháng)50G PON樣機，三大運營(yíng)商也已完成50G Combo PON、對稱(chēng)50G PON、50G PON工業(yè)應用等不同場(chǎng)景下現網(wǎng)試驗。預計2025年50G PON將在我國開(kāi)始規模商用，將推動(dòng)我國泛在萬(wàn)兆全光接入的應用步伐。在家庭光網(wǎng)方面，FTTR總體架構、物理層、數據鏈路層國際技術(shù)標準陸續獲得通過(guò)，確定了高速光纖用戶(hù)駐地收發(fā)器的系統架構，定義了FTTR的波長(cháng)和光鏈路預算、物理層和鏈路層成幀和交互協(xié)議等。截至目前，國內FTTR出貨量已經(jīng)超過(guò)1000萬(wàn)套，用戶(hù)增速迅猛。

  三是光電合封(CPO)、線(xiàn)性驅動(dòng)(LPO)等可實(shí)現能耗效率優(yōu)化及時(shí)延降低的技術(shù)成為業(yè)界研究熱點(diǎn)。具體來(lái)看，博通、思科、英偉達、新華三、銳捷、熹聯(lián)光芯、騰訊等等相繼發(fā)布CPO樣機或開(kāi)展合作預研;光迅、海信、索爾思、華工正源、劍橋、迅特、Macom、Semtech等紛紛推出LPO相關(guān)樣品，但在光電性能、交換機適配、測試方法等方面仍存在尚未解決的問(wèn)題。標準化方面，OIF已發(fā)布3.2T CPO和外置光源實(shí)施協(xié)議，并正在開(kāi)展線(xiàn)性112G電接口規范制定;IPEC開(kāi)展了800G LPO光模塊異廠(chǎng)家互通、以及與交換機的兼容性等測試，并準備發(fā)布LPO研究報告;CCSA已完成CPO相關(guān)研究課題，正在討論LPO相關(guān)立項，進(jìn)一步推動(dòng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

  2023年是算力、大模型全面爆發(fā)的一年，在當前的形式下，光通信行業(yè)面臨著(zhù)眾多挑戰。如面向大模型與智算、超算等應用需求，DCN(數據中心內網(wǎng)絡(luò ))和DCI(數據中心間互聯(lián))網(wǎng)絡(luò )發(fā)展均面臨新的挑戰?！耙驗橄啾葌鹘yDC，大模型訓練對DCN的吞吐量和試驗等關(guān)鍵指標提出了更嚴苛的要求，包括超400G高速互聯(lián)、us級低時(shí)延/低抖動(dòng)、無(wú)損零丟包和高可用性等?！睆埡＼步忉尩?。

  中國信通院：一系列工作迎“碩果”

  作為國家信息通信領(lǐng)域最重要的支撐單位，中國信通院在光通信領(lǐng)域圍繞技術(shù)標準研究、測試評估體系構建和產(chǎn)業(yè)生態(tài)培育等方面開(kāi)展了一系列工作。

  在技術(shù)標準研究方面，主要聚焦光傳送、光接入、光模塊器件及信息處理領(lǐng)域開(kāi)展工作。在光傳送領(lǐng)域，中國信通院重點(diǎn)加強在400G/800G及更高速率高速光傳輸系統、B5G和算力承載、空分復用、確定性、數字孿生等方面技術(shù)研究與國際和國內標準化工作，如在CCSA TC6牽頭研制《N×400Gbit/s超長(cháng)距離光波分復用(WDM)系統技術(shù)要求》、《城域N×800Gbit/s光波分復用(WDM)系統技術(shù)要求》等多項重要行標等。在光接入領(lǐng)域，中國信通院全面參與下一代寬帶光接入技術(shù)50G PON的ITU標準和國內行業(yè)標準研究制定，并牽頭推進(jìn)FTTR標準及技術(shù)研究工作，牽頭FTTR總體要求及物理層和數據鏈路層規范國際國內標準研制;此外，還完成工業(yè)PON概念驗證演示PoC項目，發(fā)布家寬業(yè)務(wù)質(zhì)量評估與分級標準。在光模塊器件及信息處理領(lǐng)域，中國信息通信研究院聚焦高速光模塊器件、光傳感、光計算等領(lǐng)域技術(shù)研究和國際國內標準研制工作，牽頭制定IPEC的800G互聯(lián)互通測試標準，并同步推動(dòng)超長(cháng)距400G光模塊、800G光模塊相關(guān)行業(yè)標準制定工作，聯(lián)合業(yè)界發(fā)布了《面向通感算一體化光網(wǎng)絡(luò )的光纖傳感技術(shù)白皮書(shū)》、《光計算技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》等。

  在測試評估體系構建方面，圍繞OTN專(zhuān)線(xiàn)、自智網(wǎng)絡(luò )、FTTR、網(wǎng)絡(luò )安全、光模塊器件等新型技術(shù)及應用熱點(diǎn)進(jìn)一步完善光通信領(lǐng)域測評評估體系。在OTN專(zhuān)線(xiàn)測評方面，中國信通院組織開(kāi)展了OTN專(zhuān)線(xiàn)應用特性的規?；{研，牽頭推動(dòng)研制了云光專(zhuān)線(xiàn)服務(wù)體驗分級團標，并聯(lián)合運營(yíng)商和設備商進(jìn)行了現網(wǎng)測評。在自智網(wǎng)絡(luò )測評方面，推動(dòng)傳送網(wǎng)領(lǐng)域云光專(zhuān)線(xiàn)智能化分級測評標準從V1.0升級到V2.0版本，同時(shí)組織編寫(xiě)接入自智能力測評規范，建立等級測評相關(guān)能力，并開(kāi)展光接入網(wǎng)家寬質(zhì)差自智能力測評。在FTTR測評方面，中國信通院積極推進(jìn)組織FTTR相關(guān)廠(chǎng)商進(jìn)行技術(shù)測評，引導FTTR產(chǎn)品和技術(shù)發(fā)展路徑。在網(wǎng)絡(luò )安全測評方面，推動(dòng)建立了光通信家庭網(wǎng)關(guān)安全標準體系并牽頭完成了多項網(wǎng)關(guān)安全標準制定工作，，成功建設了安全威脅情報庫和網(wǎng)絡(luò )安全測試驗證平臺，與電信運營(yíng)商合作開(kāi)展家庭網(wǎng)關(guān)安全情報、漏洞驗證咨詢(xún)等多方面的工作等。在光模塊器件測評方面，積極與IPEC合作，開(kāi)展400G、800G、LPO等新型光模塊及互通能力的測評工作，相關(guān)結果在ECOC2023會(huì )議上進(jìn)行了發(fā)布等。

  在產(chǎn)業(yè)生態(tài)培育方面，中國信通院組織舉辦第二屆“光華杯”千兆光網(wǎng)應用創(chuàng )新大賽，推動(dòng)形成一批千兆光網(wǎng)創(chuàng )新應用示范，進(jìn)一步激發(fā)應用創(chuàng )新活力，構建我國良好的千兆光網(wǎng)發(fā)展生態(tài)，持續推進(jìn)賦能千行百業(yè)。同時(shí)，還深入開(kāi)展追光計劃——工業(yè)領(lǐng)航、追光計劃——全光運力領(lǐng)航等行動(dòng)。逐步打造“全光工廠(chǎng)”，研究發(fā)布建設標準，指導發(fā)布千兆光網(wǎng)垂直行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈名錄信息。同時(shí)，聯(lián)合行業(yè)伙伴發(fā)布《全光運力研究報告》藍皮書(shū)，發(fā)布全光運力評估指數2.0，并聯(lián)合業(yè)界成立全光創(chuàng )新實(shí)驗室等。

  展望2024：新技術(shù)引領(lǐng)傳統產(chǎn)業(yè)新發(fā)展

  歲月如梭，充滿(mǎn)挑戰與機遇的2023年即將結束，希望的一年即將開(kāi)啟。展望2024年，張海懿坦言，智算、超算中心高速光互聯(lián)將繼續成為光通信的核心驅動(dòng)力，以滿(mǎn)足對高帶寬、低延遲、高可靠連接的需求?！熬C合來(lái)說(shuō)，超高速率、超大容量、智能化管控，并且適配多應用場(chǎng)景是未來(lái)高速光通信的整體發(fā)展趨勢，此外，光傳感、光計算等光信息處理技術(shù)快速發(fā)展，將逐步與光通信等領(lǐng)域交叉融合，呈現多元化融合創(chuàng )新演進(jìn)趨勢?！?

  在傳送網(wǎng)、光模塊器件及信息處理領(lǐng)域，2024年，800G/1.6T光傳輸系統和模塊器件將持續為行業(yè)的重要關(guān)注點(diǎn)，同時(shí)集成化、大容量、低能耗也是光傳輸系統及模塊器件的重要發(fā)展趨勢;“C+L”波段系統相關(guān)的光放、器件和系統仍有進(jìn)一步優(yōu)化空間;空分復用是光纖突破Pbps容量的可期路徑，國內還需加大產(chǎn)業(yè)化研究和可行性應用試驗;空芯光纖研究熱點(diǎn)持續;智能化、確定性、數字孿生等技術(shù)持續與光網(wǎng)絡(luò )融合發(fā)展;CPO/LPO、以及可能新出現的其他XPO等延續競爭發(fā)展;通感一體、光計算與光互聯(lián)等關(guān)鍵技術(shù)有待加速突破等。

  在接入網(wǎng)領(lǐng)域，50G PON和FTTR為實(shí)現端到端萬(wàn)兆全光接入提供了理想的解決方案。2024年，50G PON將進(jìn)一步深化應用場(chǎng)景，擴大試點(diǎn)范圍，在光網(wǎng)發(fā)展領(lǐng)先地區率先實(shí)現50G PON的小規模部署，逐步推動(dòng)萬(wàn)兆城市的建設。隨著(zhù)FTTR標準正式發(fā)布，家庭場(chǎng)景下將由目前1.25G/2.5G非對稱(chēng)FTTR逐步轉向2.5G對稱(chēng)速率的FTTR的部署，更好的匹配家庭東西向業(yè)務(wù)流量的承載，面向小微企業(yè)的10G速率FTTR預計也將迎來(lái)規模應用。

  光通信是一個(gè)傳統產(chǎn)業(yè)，面對人工智能、算力等方面需求的蓬勃發(fā)展，既有機遇又有挑戰，就2024年光通信行業(yè)如何發(fā)展，張海懿提出以下建議：一是需要進(jìn)一步加大技術(shù)研究，推動(dòng)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )向高速大容量、智能化、低成本的方向演進(jìn)，同時(shí)注重技術(shù)方案的收斂，便于產(chǎn)業(yè)集聚;二是需要建立良好的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，政產(chǎn)學(xué)研各方協(xié)同推進(jìn)我國千兆光網(wǎng)的持續向好發(fā)展，為千行百業(yè)的應用奠定堅實(shí)的基礎;三是注重千兆光網(wǎng)的應用推廣，真正把網(wǎng)絡(luò )和技術(shù)的優(yōu)勢，轉化為國民經(jīng)濟發(fā)展的加速器和驅動(dòng)力。