400G時代到來，將成光通信產業(yè)規(guī)模發(fā)展的重要契機

  當前，數(shù)字經濟蓬勃發(fā)展，我國也正式啟動“東數(shù)西算”工程。算力網絡是推動“東數(shù)西算”工程縱深發(fā)展的重要基礎?！皷|數(shù)西算”工程覆蓋全國主要經濟區(qū)域、橫跨東西部資源和應用的算力網絡樞紐，帶來數(shù)據、算力跨域流動，實現(xiàn)產業(yè)躍升、平衡區(qū)域發(fā)展，加快數(shù)字經濟蓬勃發(fā)展。

  近日，中國移動聯(lián)合中興通訊完成了全球首個400G QPSK準實時傳輸驗證，在實驗室模擬現(xiàn)網光纖長度、損耗和維護余量，實現(xiàn)49跨段無電中繼3038km傳輸距離，證明了400G QPSK在實現(xiàn)超大帶寬業(yè)務跨東西部超長距離傳輸?shù)募夹g優(yōu)勢。針對這一實驗的背景、意義和400G商用前景，中國移動研究院基礎網絡技術研究所所長李晗、中興通訊承載網產品副總經理王泰立聯(lián)合接受通信世界等媒體采訪。

  新一代全光網具有三大特征

  算力網絡以網為根基，運營商需要發(fā)揮網絡領先優(yōu)勢，實現(xiàn)以網連算、以網強算、算網一體。這對網絡架構、帶寬、業(yè)務、時延等方面提出一系列新需求。

  光網絡是算力網絡的重要組成部分。以算力網絡為特性的新時代，對光網絡演進提出新挑戰(zhàn)及需求。光網絡需要轉型升級，構建面向算力服務的確定性底座。中國移動已經建成了全球規(guī)模最大的ICT基礎網絡，包括OTN骨干超高速、OTN政企專網、SRv6承載網等高品質網絡。未來需要“以光筑底、以算為核”，構建扁平化、大帶寬、低時延的新一代全光網以支撐國家“東數(shù)西算”工程落地。

  在中國移動研究院基礎網絡技術研究所所長李晗看來，新一代全光網應具有以下3個特征：第一，從傳輸帶寬層面看，應推動單波長400G/800G大帶寬技術部署和應用;第二，從規(guī)模組網層面看，應構建以OXC為主、電交叉為輔的全光交換網絡，既能保證低時延，又能保證靈活性;第三是實現(xiàn)以算網大腦為核心的智能管控和編排系統(tǒng)技術，提供光與IP的協(xié)同，實現(xiàn)算力和網絡的融合。

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

  準實時系統(tǒng)傳輸驗證完成：400G QPSK技術優(yōu)勢顯著

  中國移動與中興通訊在400G長距傳輸領域長期保持深度合作并取得了顯著成果。2019年，中國移動與中興通訊采用單載波400G 16QAM實現(xiàn)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1000km的傳輸距離;今年7月，首次完成模擬現(xiàn)網鏈路配置下2018km的400G QPSK 與400G 16QAM-PCS性能比較，并基于混合拉曼放大系統(tǒng)首次完成3038km 400G QPSK準實時模擬現(xiàn)網性能測試驗證。

  該項目是全球首個400G QPSK準現(xiàn)網傳輸驗證，此次驗證成功對整個光網絡傳輸領域具有重要意義。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，最長傳輸距離可以達到1000km，QPSK是150GHz間隔，此次測試實現(xiàn)了超3000公里傳輸。決定400G技術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高波特率光管芯實現(xiàn)了3038km的傳輸，充分驗證前期我們對400G QPSK技術理論能力的預判，有力支撐了400G QPSK成為干線的主流技術。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及主流選擇，需推進支持130G波特率高速調制器的技術實現(xiàn)，通過規(guī)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，希望整個產業(yè)聚焦C6T+L6T相關產業(yè)的發(fā)展，實現(xiàn)光纖、WSS、放大器等光層元器件的統(tǒng)一。

  最后，雙方將進一步合作面向未來開展800G的關鍵技術研究和突破。

  “此次驗證并不是傳統(tǒng)的純學術研究，而是依托于現(xiàn)網，針對現(xiàn)網商用情況進行驗證，現(xiàn)網參數(shù)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。”中興通訊承載網產品副總經理王泰立如是說。

  中國移動和中興通訊在400G QPSK技術領域展開大量深入的合作研究探索工作，目前已卓有成效，后續(xù)將進一步將驗證結果在實踐中落地和推廣。

  推動400G技術發(fā)展，筑牢算力網絡全光底座

  當談及400G時代是否到來時，李晗表示：“400G相關的算法、器件、拉曼技術、G.654.E超低損大有效面積新型光纖等關鍵技術已經得到了驗證，400G時代到來?！?

  在李晗看來，400G商用是產業(yè)鏈把光通信產業(yè)變得更加緊耦合，建立從需求提出到技術研發(fā)再到技術落地環(huán)境的良好契機。這就需要政府、運營商、系統(tǒng)廠家、媒體等共同貢獻力量，聚焦產業(yè)鏈發(fā)展，建立產業(yè)生態(tài)，做大光通信產業(yè)規(guī)模做大。目前，業(yè)界也逐漸聯(lián)動起來，為實現(xiàn)這一目標而不斷努力。

  面向算力網絡及“東數(shù)西算”布局，需推進400G關鍵技術發(fā)展與研究，實現(xiàn)調制、頻譜、基礎設施全面技術革新。未來，中國移動將與包括中興通訊在內的業(yè)界伙伴一起，在400G QPSK現(xiàn)網長距離傳輸、C6T+L6T超寬譜波段擴展、光電聯(lián)動全光組網技術等方面保持深入合作，推進超高速率、超長距離、超大容量、超寬頻譜等關鍵技術研究和突破，助力OTN網絡向大帶寬、低時延、高效靈活、安全可靠演進，實現(xiàn)算力網絡全光高速互聯(lián)和全光靈活調度，持續(xù)推動新一代光通信技術演進，筑牢算力網絡全光底座，為數(shù)字經濟發(fā)展貢獻力量。