11月9日，400G/800G與全光網(wǎng)發(fā)展研討會(huì)在北京舉辦，中國(guó)聯(lián)通研究院總師王光全在會(huì)上分享了中國(guó)聯(lián)通400G技術(shù)測(cè)試，800G的技術(shù)現(xiàn)狀和相關(guān)試驗(yàn)。王光全表示，從城域到省干到國(guó)干，應(yīng)綜合考慮光纖資源和業(yè)務(wù)需求，結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)局站設(shè)置和光纖質(zhì)量等因素選擇400G系統(tǒng)建設(shè)方案。關(guān)于800G，應(yīng)優(yōu)先從城域網(wǎng)開(kāi)始應(yīng)用，與400G長(zhǎng)距離共用產(chǎn)業(yè)鏈，等待更高波特率產(chǎn)業(yè)鏈成熟。

光網(wǎng)絡(luò)將向400G及更高速率演進(jìn)

“全光網(wǎng)絡(luò)是新型數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)底座。”王光全表示，“東數(shù)西算”戰(zhàn)略正在驅(qū)動(dòng)算力網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展，建設(shè)節(jié)奏分為三個(gè)階段：第一階段是2021~2023年，建設(shè)樞紐數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)綠色先進(jìn)、東數(shù)西存；第二階段是2024~2025年，建成東西部直連網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)東數(shù)西算、一體化調(diào)度；第三階段是2026之后，建成數(shù)據(jù)交易市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)要素高效流通。

據(jù)了解，面向AI的算力網(wǎng)絡(luò)將各地分布的智算中心節(jié)點(diǎn)聯(lián)接起來(lái)，構(gòu)成感知、分配、調(diào)度的智能算力網(wǎng)絡(luò)，更好地匯聚和共享算力、數(shù)據(jù)、算法、模型等資源，滿(mǎn)足超智算新業(yè)務(wù)需求。而智能算力網(wǎng)絡(luò)由智能算力廣域網(wǎng)和智能算力局域網(wǎng)（智算中心網(wǎng)絡(luò)）組成，智能算力網(wǎng)的廣域網(wǎng)部分包括算力接入網(wǎng)、算力互聯(lián)網(wǎng)。算力互聯(lián)網(wǎng)采用全光承載底座，滿(mǎn)足高速安全承載需求；算力接入網(wǎng)采用IP+光承載，滿(mǎn)足多樣化的接入需求。

“今年啟動(dòng)400G的技術(shù)研究和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃非常有必要，對(duì)未來(lái)運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)的發(fā)展具有較大的影響。”在王光全看來(lái)，從城域到省干到國(guó)干，應(yīng)綜合考慮光纖資源和業(yè)務(wù)需求，結(jié)合實(shí)際的局站設(shè)置和光纖質(zhì)量等因素選擇400G系統(tǒng)建設(shè)方案。

中國(guó)聯(lián)通全面承接國(guó)家“東數(shù)西算”工程，構(gòu)筑全光底座，面向各種云業(yè)務(wù)提供超大帶寬、超低時(shí)延、安全可靠的超強(qiáng)運(yùn)力。

中國(guó)聯(lián)通完成多項(xiàng)400G技術(shù)測(cè)試

值得一提的是，中國(guó)聯(lián)通已經(jīng)完成多項(xiàng)400G技術(shù)測(cè)試。針對(duì)數(shù)據(jù)中心互聯(lián)的400G模塊化波分系統(tǒng)，在實(shí)驗(yàn)室中標(biāo)準(zhǔn)等跨段系統(tǒng)測(cè)試中，實(shí)現(xiàn)采用可插拔光模塊的400G系統(tǒng)支持5x80km/22dB傳；在洛陽(yáng)現(xiàn)網(wǎng)開(kāi)展模塊化波分測(cè)試，在現(xiàn)網(wǎng)完成了300+km的系統(tǒng)測(cè)試，已開(kāi)通400G波長(zhǎng)傳輸業(yè)務(wù)。

2023年上半年，中國(guó)聯(lián)通在浙江、廣東、河南、山東四省分別完成華為、烽火通信、中興通訊和上海諾基亞貝爾四個(gè)廠(chǎng)家的可商用的PCS-16QAM 400G實(shí)驗(yàn)網(wǎng)測(cè)試，充分驗(yàn)證傳輸性能和系統(tǒng)功能。其中，驗(yàn)證了7nm工藝制程的DSP芯片可以滿(mǎn)足實(shí)際開(kāi)通長(zhǎng)途C+L高速400G WDM傳輸?shù)墓こ淘O(shè)計(jì)要求；PCS 16QAM可滿(mǎn)足省內(nèi)干線(xiàn)和城域核心節(jié)點(diǎn)之間的傳輸；400G（PCS-16QAM）板卡單位比特功耗較100G/200G板卡，可實(shí)現(xiàn)50%左右的功耗降幅。

據(jù)了解，在完成PCS-16QAM新技術(shù)試驗(yàn)后，2023年下半年，中國(guó)聯(lián)通正在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展基于400G QPSK的新技術(shù)測(cè)試驗(yàn)證，即將啟動(dòng)400G QPSK的新技術(shù)試驗(yàn)網(wǎng)建設(shè)，進(jìn)一步驗(yàn)證技術(shù)成熟度和功能完備性。

100G系統(tǒng)向400G系統(tǒng)演進(jìn)有三大挑戰(zhàn)

王光全表示，從100G到400G的過(guò)渡，還有很多技術(shù)挑戰(zhàn)，主要有三個(gè)層面。

一是光層架構(gòu)，從C波段（一套）到C+L波段（兩套）給網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維能力帶來(lái)新的挑戰(zhàn)；二是填充波管理，為了400G系統(tǒng)穩(wěn)定以及后期平滑擴(kuò)容，利用WSS和寬譜平坦ASE噪聲光在將整個(gè)頻譜全部填充滿(mǎn)；三是光系統(tǒng)優(yōu)化，C6T+L6T 12THz超大譜寬系統(tǒng)、SRS導(dǎo)致功率轉(zhuǎn)移、C波段和L波段光放增益/噪聲系數(shù)不一致等問(wèn)題，都需要進(jìn)一步優(yōu)化。

在400G頻譜擴(kuò)展系統(tǒng)中，如何實(shí)現(xiàn)更大頻譜范圍的高效平坦低噪聲增益光放大器是關(guān)鍵問(wèn)題。王光全表示，為了支持C+L 12THz的超寬譜傳輸，光放大器的帶寬需要支持到1626nm，而業(yè)界目前已經(jīng)商用的EDFA在波長(zhǎng)超過(guò)1610nm之后遇到巨大困難，放大效率急劇劣化，因此需要優(yōu)化在長(zhǎng)波段的性能，滿(mǎn)足大增益和低NF的需求。

喇曼光纖放大器等效噪聲指數(shù)低，可達(dá)0dB以下，比EDFA的噪聲指數(shù)低4.5dB左右，顯著改善系統(tǒng)接收OSNR，延長(zhǎng)無(wú)電中繼傳輸距離，但安全問(wèn)題需要重視。王光全認(rèn)為，產(chǎn)業(yè)界要加強(qiáng)對(duì)于喇曼放大器技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)、問(wèn)題及解決方案的討論，加強(qiáng)對(duì)運(yùn)維人員的培訓(xùn)，降低喇曼放大器故障對(duì)傳輸系統(tǒng)產(chǎn)生的影響，后續(xù)在超高速系統(tǒng)中逐步引入喇曼放大器。

“客戶(hù)側(cè)100G接口繼續(xù)規(guī)模應(yīng)用，400G將成為超100G客戶(hù)側(cè)主要接口。”王光全表示，光網(wǎng)絡(luò)同時(shí)要考慮用于域間互聯(lián)的400G OTN接口，需要光模塊支持以太網(wǎng)/OTN雙速率，ITU基于單通道100G PAM4的400G OTN應(yīng)用接口即將在2024年完成。

中國(guó)聯(lián)通啟動(dòng)城域800G WDM應(yīng)用探索

在400G快速發(fā)展的同時(shí)，中國(guó)聯(lián)通于2021-2022年開(kāi)展了多個(gè)800G現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)測(cè)試：穿通過(guò)2個(gè)ROADM/OXC節(jié)點(diǎn)；傳輸距離約100+km；支持2-3段的傳輸；100GHz通道間隔，背靠背OSNR在26-27dB左右，且對(duì)傳輸鏈路反射的容忍度降低。

王光全表示，當(dāng)前采用90~100G波特率光電器件、基于PCS-64QAM調(diào)制是目前800Gbit/s較為成熟的方案，可以支持城域內(nèi)較短距離傳輸以及數(shù)據(jù)中心互聯(lián)等應(yīng)用場(chǎng)景。國(guó)內(nèi)外運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備廠(chǎng)商等也聯(lián)合開(kāi)展了多次800Gbit/s技術(shù)試驗(yàn)驗(yàn)證。未來(lái)將基于130G波特率的芯片器件，開(kāi)展城域和省內(nèi)800G應(yīng)用。

“800G與當(dāng)前400G系統(tǒng)共享產(chǎn)業(yè)鏈（90+G，130+G），可滿(mǎn)足城域及省干應(yīng)用需求；面向骨干網(wǎng)長(zhǎng)距離應(yīng)用的800G，需要等待更高波特率的DSP芯片和光電器件成熟。”王光全透露，中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)和ITU-T正在準(zhǔn)備啟動(dòng)800G相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈成熟。