華為發(fā)布面向2030的光通信系統(tǒng)架構(gòu)及技術(shù)演進報告

  近日，華為在ACP2023(Asia Communication and Photonics Conference)大會發(fā)布光通信系統(tǒng)架構(gòu)及技術(shù)演進報告。ACP是亞太地區(qū)光通信、光子學(xué)及相關(guān)技術(shù)最大規(guī)模的年度學(xué)術(shù)大會之一，首屆ACP大會始于2001年，本屆ACP共有4個大會報告。

  大會報告人唐曉軍博士為華為光產(chǎn)品線技術(shù)規(guī)劃部部長&首席技術(shù)規(guī)劃師，他提出，未來的三大產(chǎn)業(yè)變化，將對光通信產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響：

  AI智能產(chǎn)業(yè)：人機共生的AI時代已然到來，數(shù)據(jù)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(shè)備發(fā)布掀起應(yīng)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)：人類對寬帶通信的需求遍布荒野沙漠及太空，衛(wèi)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(biāo)網(wǎng)主要由全光調(diào)度骨干網(wǎng)、全光直達(dá)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(biāo)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新與挑戰(zhàn)，主要包括以下4個方面：

  SDM系統(tǒng)

  SDM系統(tǒng)是支撐下一代光系統(tǒng)帶寬擴容演進的有效方案。同時，該系統(tǒng)正面臨幾個方向選擇的問題：技術(shù)路線(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(fù)用層次(WDM→SDM、SDM→WDM)，SDM并行數(shù)(2路、4路、8路……)

  唐曉軍博士提出：兼容架構(gòu)、極簡管理、集成系統(tǒng)、融合應(yīng)用這四大理念將驅(qū)動SDM系統(tǒng)走向產(chǎn)業(yè)化。

  1) 兼容架構(gòu)

  匹配不同復(fù)用/解復(fù)用嵌套層次，WDM→SDM、SDM→WDM均支持，其中WDM→SDM因兼容現(xiàn)有WDM系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)簡單，前景更被看好。

  匹配不同光纖并接方式，F(xiàn)SDM與MCF系統(tǒng)可并存。

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

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

  2) 極簡管理

  對于SDM系統(tǒng)，相同波長在同一根光纖的不同纖芯傳輸，波長有重疊。通過對相同波長按照不同的光通道編制，實現(xiàn)WDM-Like管理，從而支持向SDM系統(tǒng)平滑演進。

  3) 集成系統(tǒng)

  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(zhàn)

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

  連接器：空分光纖與單模光纖的無縫對接，需在FIFO技術(shù)上實現(xiàn)突破

  光接入系統(tǒng)創(chuàng)新從帶寬使能邁向體驗使能

  不同用戶對接入業(yè)務(wù)的品質(zhì)要求有所區(qū)別，如何通過技術(shù)創(chuàng)新為用戶提供差異化的品質(zhì)體驗，是接入網(wǎng)系統(tǒng)創(chuàng)新的下一跳;同時TDM技術(shù)提速到達(dá)極限，如何引入新的復(fù)用方式滿足接入帶寬需求成為關(guān)鍵。

  全光直達(dá)城域光網(wǎng)

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

  百G+星際光互聯(lián)

  衛(wèi)星通話功能已然成為華為Mate60的亮點特性，可見人們對荒野沙漠等無人區(qū)通信需求的迫切，未來人們對通過衛(wèi)星進行寬帶通信的需求將日漸強烈。如何將當(dāng)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(tǒng)、超大規(guī)模動態(tài)組網(wǎng)、AI及數(shù)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(biāo)網(wǎng)，為構(gòu)建美好的智能世界打下堅實基礎(chǔ)。