400G時(shí)代到來(lái)，將成光通信產(chǎn)業(yè)規模發(fā)展的重要契機

  當前，數字經(jīng)濟蓬勃發(fā)展，我國也正式啟動(dòng)“東數西算”工程。算力網(wǎng)絡(luò )是推動(dòng)“東數西算”工程縱深發(fā)展的重要基礎?！皷|數西算”工程覆蓋全國主要經(jīng)濟區域、橫跨東西部資源和應用的算力網(wǎng)絡(luò )樞紐，帶來(lái)數據、算力跨域流動(dòng)，實(shí)現產(chǎn)業(yè)躍升、平衡區域發(fā)展，加快數字經(jīng)濟蓬勃發(fā)展。

  近日，中國移動(dòng)聯(lián)合中興通訊完成了全球首個(gè)400G QPSK準實(shí)時(shí)傳輸驗證，在實(shí)驗室模擬現網(wǎng)光纖長(cháng)度、損耗和維護余量，實(shí)現49跨段無(wú)電中繼3038km傳輸距離，證明了400G QPSK在實(shí)現超大帶寬業(yè)務(wù)跨東西部超長(cháng)距離傳輸的技術(shù)優(yōu)勢。針對這一實(shí)驗的背景、意義和400G商用前景，中國移動(dòng)研究院基礎網(wǎng)絡(luò )技術(shù)研究所所長(cháng)李晗、中興通訊承載網(wǎng)產(chǎn)品副總經(jīng)理王泰立聯(lián)合接受通信世界等媒體采訪(fǎng)。

  新一代全光網(wǎng)具有三大特征

  算力網(wǎng)絡(luò )以網(wǎng)為根基，運營(yíng)商需要發(fā)揮網(wǎng)絡(luò )領(lǐng)先優(yōu)勢，實(shí)現以網(wǎng)連算、以網(wǎng)強算、算網(wǎng)一體。這對網(wǎng)絡(luò )架構、帶寬、業(yè)務(wù)、時(shí)延等方面提出一系列新需求。

  光網(wǎng)絡(luò )是算力網(wǎng)絡(luò )的重要組成部分。以算力網(wǎng)絡(luò )為特性的新時(shí)代，對光網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)提出新挑戰及需求。光網(wǎng)絡(luò )需要轉型升級，構建面向算力服務(wù)的確定性底座。中國移動(dòng)已經(jīng)建成了全球規模最大的ICT基礎網(wǎng)絡(luò )，包括OTN骨干超高速、OTN政企專(zhuān)網(wǎng)、SRv6承載網(wǎng)等高品質(zhì)網(wǎng)絡(luò )。未來(lái)需要“以光筑底、以算為核”，構建扁平化、大帶寬、低時(shí)延的新一代全光網(wǎng)以支撐國家“東數西算”工程落地。

  在中國移動(dòng)研究院基礎網(wǎng)絡(luò )技術(shù)研究所所長(cháng)李晗看來(lái)，新一代全光網(wǎng)應具有以下3個(gè)特征：第一，從傳輸帶寬層面看，應推動(dòng)單波長(cháng)400G/800G大帶寬技術(shù)部署和應用;第二，從規模組網(wǎng)層面看，應構建以OXC為主、電交叉為輔的全光交換網(wǎng)絡(luò )，既能保證低時(shí)延，又能保證靈活性;第三是實(shí)現以算網(wǎng)大腦為核心的智能管控和編排系統技術(shù)，提供光與IP的協(xié)同，實(shí)現算力和網(wǎng)絡(luò )的融合。

  IP和光是算力網(wǎng)絡(luò )的核心組成，要想構建良好的算力網(wǎng)絡(luò )，就需要在IP和光的領(lǐng)域進(jìn)行核心創(chuàng )新，甚至顛覆性創(chuàng )新才能滿(mǎn)足算力網(wǎng)絡(luò )要求。而400G便是光領(lǐng)域非常具有突破性創(chuàng )新的技術(shù)。

  準實(shí)時(shí)系統傳輸驗證完成：400G QPSK技術(shù)優(yōu)勢顯著(zhù)

  中國移動(dòng)與中興通訊在400G長(cháng)距傳輸領(lǐng)域長(cháng)期保持深度合作并取得了顯著(zhù)成果。2019年，中國移動(dòng)與中興通訊采用單載波400G 16QAM實(shí)現600km傳輸距離;2021年10月，采用單波400G 16QAM-PCS在C+L共8THz波段，完成超寬譜400G超過(guò)1000km的傳輸距離;今年7月，首次完成模擬現網(wǎng)鏈路配置下2018km的400G QPSK 與400G 16QAM-PCS性能比較，并基于混合拉曼放大系統首次完成3038km 400G QPSK準實(shí)時(shí)模擬現網(wǎng)性能測試驗證。

  該項目是全球首個(gè)400G QPSK準現網(wǎng)傳輸驗證，此次驗證成功對整個(gè)光網(wǎng)絡(luò )傳輸領(lǐng)域具有重要意義。李晗表示，首先，此次成功試驗有助于對400G調制制式的選擇提供技術(shù)依據。目前400G存在16QAM、16QAM-PCS和QPSK三種調制格式，16QAM通道間隔分別是75GHz，傳輸距離是600km，16QAM-PCS是100GHz間隔，最長(cháng)傳輸距離可以達到1000km，QPSK是150GHz間隔，此次測試實(shí)現了超3000公里傳輸。決定400G技術(shù)選擇的核心是高波特率光管芯，決定光模塊的傳輸速率，此次測試采用120G高波特率光管芯實(shí)現了3038km的傳輸，充分驗證前期我們對400G QPSK技術(shù)理論能力的預判，有力支撐了400G QPSK成為干線(xiàn)的主流技術(shù)。后期，基于更高波特率130G的光電器件將成為一下代高性能傳輸性的核心技術(shù)及主流選擇，需推進(jìn)支持130G波特率高速調制器的技術(shù)實(shí)現，通過(guò)規模應用降低成本。

  其次，在QPSK成為主流的前提下，為應對復雜的調制格式的選擇和共存的情況，在頻譜范圍方面，建議頻譜范圍采用C6T+L6T的方案，希望整個(gè)產(chǎn)業(yè)聚焦C6T+L6T相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，實(shí)現光纖、WSS、放大器等光層元器件的統一。

  最后，雙方將進(jìn)一步合作面向未來(lái)開(kāi)展800G的關(guān)鍵技術(shù)研究和突破。

  “此次驗證并不是傳統的純學(xué)術(shù)研究，而是依托于現網(wǎng)，針對現網(wǎng)商用情況進(jìn)行驗證，現網(wǎng)參數除了損耗之外也考慮了工程預量，對工程預量也做了前期驗證，為以后的商用決策打下基礎?！敝信d通訊承載網(wǎng)產(chǎn)品副總經(jīng)理王泰立如是說(shuō)。

  中國移動(dòng)和中興通訊在400G QPSK技術(shù)領(lǐng)域展開(kāi)大量深入的合作研究探索工作，目前已卓有成效，后續將進(jìn)一步將驗證結果在實(shí)踐中落地和推廣。

  推動(dòng)400G技術(shù)發(fā)展，筑牢算力網(wǎng)絡(luò )全光底座

  當談及400G時(shí)代是否到來(lái)時(shí)，李晗表示：“400G相關(guān)的算法、器件、拉曼技術(shù)、G.654.E超低損大有效面積新型光纖等關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)得到了驗證，400G時(shí)代到來(lái)?！?

  在李晗看來(lái)，400G商用是產(chǎn)業(yè)鏈把光通信產(chǎn)業(yè)變得更加緊耦合，建立從需求提出到技術(shù)研發(fā)再到技術(shù)落地環(huán)境的良好契機。這就需要政府、運營(yíng)商、系統廠(chǎng)家、媒體等共同貢獻力量，聚焦產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，建立產(chǎn)業(yè)生態(tài)，做大光通信產(chǎn)業(yè)規模做大。目前，業(yè)界也逐漸聯(lián)動(dòng)起來(lái)，為實(shí)現這一目標而不斷努力。

  面向算力網(wǎng)絡(luò )及“東數西算”布局，需推進(jìn)400G關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展與研究，實(shí)現調制、頻譜、基礎設施全面技術(shù)革新。未來(lái)，中國移動(dòng)將與包括中興通訊在內的業(yè)界伙伴一起，在400G QPSK現網(wǎng)長(cháng)距離傳輸、C6T+L6T超寬譜波段擴展、光電聯(lián)動(dòng)全光組網(wǎng)技術(shù)等方面保持深入合作，推進(jìn)超高速率、超長(cháng)距離、超大容量、超寬頻譜等關(guān)鍵技術(shù)研究和突破，助力OTN網(wǎng)絡(luò )向大帶寬、低時(shí)延、高效靈活、安全可靠演進(jìn)，實(shí)現算力網(wǎng)絡(luò )全光高速互聯(lián)和全光靈活調度，持續推動(dòng)新一代光通信技術(shù)演進(jìn)，筑牢算力網(wǎng)絡(luò )全光底座，為數字經(jīng)濟發(fā)展貢獻力量。