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

  當(dāng)前，數(shù)字經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，我國也正式啟動“東數(shù)西算”工程。算力網(wǎng)絡(luò)是推動“東數(shù)西算”工程縱深發(fā)展的重要基礎(chǔ)?！皷|數(shù)西算”工程覆蓋全國主要經(jīng)濟(jì)區(qū)域、橫跨東西部資源和應(yīng)用的算力網(wǎng)絡(luò)樞紐，帶來數(shù)據(jù)、算力跨域流動，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)躍升、平衡區(qū)域發(fā)展，加快數(shù)字經(jīng)濟(jì)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(zhǔn)實時傳輸驗證，在實驗室模擬現(xiàn)網(wǎng)光纖長度、損耗和維護(hù)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(wù)跨東西部超長距離傳輸?shù)募夹g(shù)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(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究所所長李晗、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。

  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(yùn)營商需要發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)先優(yōu)勢，實現(xiàn)以網(wǎng)連算、以網(wǎng)強(qiáng)算、算網(wǎng)一體。這對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、帶寬、業(yè)務(wù)、時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)為特性的新時代，對光網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)提出新挑戰(zhàn)及需求。光網(wǎng)絡(luò)需要轉(zhuǎn)型升級，構(gòu)建面向算力服務(wù)的確定性底座。中國移動已經(jīng)建成了全球規(guī)模最大的ICT基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，包括OTN骨干超高速、OTN政企專網(wǎng)、SRv6承載網(wǎng)等高品質(zhì)網(wǎng)絡(luò)。未來需要“以光筑底、以算為核”，構(gòu)建扁平化、大帶寬、低時延的新一代全光網(wǎng)以支撐國家“東數(shù)西算”工程落地。

  在中國移動研究院基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究所所長李晗看來，新一代全光網(wǎng)應(yīng)具有以下3個特征：第一，從傳輸帶寬層面看，應(yīng)推動單波長400G/800G大帶寬技術(shù)部署和應(yīng)用;第二，從規(guī)模組網(wǎng)層面看，應(yīng)構(gòu)建以O(shè)XC為主、電交叉為輔的全光交換網(wǎng)絡(luò)，既能保證低時延，又能保證靈活性;第三是實現(xiàn)以算網(wǎng)大腦為核心的智能管控和編排系統(tǒng)技術(shù)，提供光與IP的協(xié)同，實現(xiàn)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(gòu)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(zhǔn)實時系統(tǒng)傳輸驗證完成：400G QPSK技術(shù)優(yōu)勢顯著

  中國移動與中興通訊在400G長距傳輸領(lǐng)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(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(tǒng)首次完成3038km 400G QPSK準(zhǔn)實時模擬現(xiàn)網(wǎng)性能測試驗證。

  該項目是全球首個400G QPSK準(zhǔn)現(xiàn)網(wǎng)傳輸驗證，此次驗證成功對整個光網(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(diào)制制式的選擇提供技術(shù)依據(jù)。目前400G存在16QAM、16QAM-PCS和QPSK三種調(diào)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(dá)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(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高波特率光管芯實現(xiàn)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(yù)判，有力支撐了400G QPSK成為干線的主流技術(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(diào)制器的技術(shù)實現(xiàn)，通過規(guī)模應(yīng)用降低成本。

  其次，在QPSK成為主流的前提下，為應(yīng)對復(fù)雜的調(diào)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(chǎn)業(yè)聚焦C6T+L6T相關(guān)產(chǎn)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(jìn)一步合作面向未來開展800G的關(guān)鍵技術(shù)研究和突破。

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

  中國移動和中興通訊在400G QPSK技術(shù)領(lǐng)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(jìn)一步將驗證結(jié)果在實踐中落地和推廣。

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

  當(dāng)談及400G時代是否到來時，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時代到來?！?

  在李晗看來，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(jī)。這就需要政府、運(yùn)營商、系統(tǒng)廠家、媒體等共同貢獻(xiàn)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(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(biāo)而不斷努力。

  面向算力網(wǎng)絡(luò)及“東數(shù)西算”布局，需推進(jìn)400G關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展與研究，實現(xiàn)調(diào)制、頻譜、基礎(chǔ)設(shè)施全面技術(shù)革新。未來，中國移動將與包括中興通訊在內(nèi)的業(yè)界伙伴一起，在400G QPSK現(xiàn)網(wǎng)長距離傳輸、C6T+L6T超寬譜波段擴(kuò)展、光電聯(lián)動全光組網(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、低時延、高效靈活、安全可靠演進(jìn)，實現(xiàn)算力網(wǎng)絡(luò)全光高速互聯(lián)和全光靈活調(diào)度，持續(xù)推動新一代光通信技術(shù)演進(jìn)，筑牢算力網(wǎng)絡(luò)全光底座，為數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。