諾基亞貝爾呂名揚(yáng):光傳送網(wǎng)代際劃分需要新指征

訊石光通訊網(wǎng) 2024/4/27 13:55:25

  作為“2024中國光通信高質(zhì)量發(fā)展論壇”的重要專場論壇,“400G開啟光傳送網(wǎng)新時(shí)代”線上研討會(huì)順利召開。會(huì)上,諾基亞貝爾基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)集團(tuán)光網(wǎng)絡(luò)事業(yè)部首席架構(gòu)師呂名揚(yáng)應(yīng)邀作了題為《光傳送網(wǎng)的代際節(jié)點(diǎn)和演進(jìn)路線》的主題演講。

  呂名揚(yáng)指出,從產(chǎn)品端來看,無論是從應(yīng)用速率還是從波特率來看,全球相干產(chǎn)品更高速率的出貨數(shù)量都在增長。可以說,在短暫低谷之后,2023年全球光網(wǎng)絡(luò)市場重新開啟了新一輪發(fā)展周期。與移動(dòng)通信存在明確的代際演進(jìn)特征不同,光網(wǎng)絡(luò)并沒有明確的代際特征,但“從速率來看,400G已經(jīng)完全成熟,400G將開啟下一代光網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)周期。” 如何進(jìn)行光傳送網(wǎng)的代際區(qū)分和規(guī)劃將是業(yè)界未來的重要課題。

  呂名揚(yáng)表示,作為諾基亞唯一在華運(yùn)營平臺(tái),諾基亞貝爾積極參與 “啟航行動(dòng)”中的未來網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)。特別是在未來網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)中的下一代光網(wǎng)絡(luò)任務(wù)方向上,聚焦低功耗/高集成度/高符號速率的光電技術(shù),以及超大容量長距離光傳輸系統(tǒng)技術(shù)兩個(gè)領(lǐng)域,進(jìn)行了深入研究,積極推動(dòng)產(chǎn)業(yè)與應(yīng)用落地。

  光網(wǎng)絡(luò)代際劃分需要新指征

  2016年,采用14納米的CMOS DSP制程面世,波特率為60Gbaud,采用QPSK調(diào)制格式,網(wǎng)絡(luò)傳輸速率可以實(shí)現(xiàn)200Gbps。這一代產(chǎn)品同時(shí)具備了400G傳輸?shù)臐摿?16QAM調(diào)制格式),這也是業(yè)界最早出現(xiàn)的400G產(chǎn)品,但距離是受限的,只能應(yīng)用在城域等短距場景。

  2019年,采用7納米的CMOS DSP制程面世,最高波特率達(dá)到了90Gbaud,采用QPSK調(diào)制格式,可以實(shí)現(xiàn)300Gbps的傳輸速率;但如果采用16QAM PCS調(diào)制,雖然相比于16QAM凈傳輸速率略微下降,但傳輸距離得到極大增強(qiáng),可以實(shí)現(xiàn)千公里的400G應(yīng)用。

  2023年,全球所有主流廠商都陸續(xù)發(fā)布基于5納米工藝,120Gbaud的產(chǎn)品,采用QPSK調(diào)制格式,可以實(shí)現(xiàn)干線級別400G的超長距離應(yīng)用。三代400G技術(shù)的持續(xù)演進(jìn),補(bǔ)全400G所有的應(yīng)用場景,也標(biāo)志著400G建設(shè)周期進(jìn)入到新階段。

  400G并不是終點(diǎn),業(yè)界開始廣泛討論下一代光網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)志速率將會(huì)是800G還是1.6T。從芯片角度來看,90Gbaud的產(chǎn)品就可以支持800G應(yīng)用,但傳輸距離受限;采用5納米制程支持的120Gbaud產(chǎn)品,同時(shí)采用16QAM PCS調(diào)制,就可以實(shí)現(xiàn)800G千公里級別的傳輸。如果采用3納米工藝下的180Gbaud產(chǎn)品,通過PCS調(diào)速技術(shù)略微降低傳輸效率將可以實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的800G傳輸。而如果使用QPSK調(diào)制格式實(shí)現(xiàn)800G,將需要240Gbaud的光電器件,目前業(yè)界仍沒有可行的技術(shù)路線。

  400G對應(yīng)了三代技術(shù),而800G將對應(yīng)超過4代技術(shù),由此可見,調(diào)制格式、波特率以及速率劃分方式高度耦合的情況在800G時(shí)代已經(jīng)不再通用。在未來高速光網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)過程中,作為劃分標(biāo)準(zhǔn)的傳輸速率,已經(jīng)不是合適的指征。“我們認(rèn)為符號速率,或者叫單波的波特率,因與DSP的制程和光電器件帶寬有強(qiáng)相關(guān)性,是非常合適的光網(wǎng)絡(luò)代際劃分指征。”

  降本增效:下一代光網(wǎng)絡(luò)商業(yè)化路徑

  光網(wǎng)絡(luò)的代際演進(jìn),究竟為網(wǎng)絡(luò)帶來了什么?

  呂名揚(yáng)認(rèn)為,無非是有兩個(gè)需求,一個(gè)是降本,一個(gè)是增效。

  降本方面,重點(diǎn)關(guān)注降低器件成本,單比特成本以及單比特功耗。細(xì)分來看,器件成本主要包括DSP芯片、光電芯片以及生產(chǎn)成本。其中,DSP芯片的商業(yè)進(jìn)程非???,而且有很強(qiáng)的規(guī)模效應(yīng),隨著出貨量的快速增長,成本會(huì)快速攤薄。

  對于光模塊而言,光電芯片成本占比超過70%;光電芯片成本之所以居高不下,主要是因?yàn)槠湟阅M芯片居多,很難受益于CMOS成熟商業(yè)化的規(guī)模效應(yīng),而且本身會(huì)有更高的研發(fā)成本以及更高的生產(chǎn)成本。垂直整合將會(huì)成為優(yōu)化光電芯片成本的重要路徑,采用自研而不是外采的方式來降低光電器件成本,同時(shí)通過更為先進(jìn)的集成工藝,可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的整體造價(jià)最優(yōu)。

  從功耗角度來看,DSP是光模塊功耗的核心,諾基亞貝爾推出了自研PSE系列的DSP芯片,并針對干線和城域應(yīng)用推出不同款芯片,對傳輸側(cè)和接受側(cè)的算法進(jìn)行優(yōu)化,持續(xù)優(yōu)化DSP性能與功耗。

  增效方面,即便產(chǎn)業(yè)界在不斷提升集成度,但以QPSK調(diào)制格式為參照,芯片和DSP算法能帶來的性能提升已經(jīng)越來越有限,進(jìn)一步逼近香農(nóng)極限。

  如何讓光網(wǎng)絡(luò)釋放更大的價(jià)值,呂名揚(yáng)認(rèn)為至少有兩個(gè)方向:基于AI/ML的網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化和數(shù)字孿生,進(jìn)一步提升運(yùn)維/智能化管控;基于通感一體提升網(wǎng)絡(luò)附加值。

  呂名揚(yáng)援引新質(zhì)生產(chǎn)力的公式解釋道,新質(zhì)生產(chǎn)力=(科學(xué)技術(shù)+生產(chǎn)要素+產(chǎn)業(yè))×(勞動(dòng)力+勞動(dòng)工具+勞動(dòng)對象)。其中,DSP代際演進(jìn)、大帶寬光電技術(shù)、集成技術(shù)可以看作是科學(xué)技術(shù);而數(shù)字孿生、網(wǎng)絡(luò)智能化則是生產(chǎn)要素;通感一體則說明光網(wǎng)絡(luò)不僅僅可以進(jìn)行通信功能,還可以創(chuàng)造新經(jīng)濟(jì)。從勞動(dòng)工具維度來看,AI則是下一代光網(wǎng)絡(luò)的必然選擇。

  “對于AI而言,無論算法多么智能,數(shù)據(jù)一定是基礎(chǔ)。”呂名揚(yáng)表示。所以,諾基亞貝爾采用了基于Streaming Telemetry的開放管控體系,相比于以往的網(wǎng)絡(luò)管控工具,Streaming Telemetry可以實(shí)現(xiàn)秒級的數(shù)據(jù)采集,這就為網(wǎng)絡(luò)管控帶來了非常豐富、精確的數(shù)據(jù),助力用戶將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為實(shí)實(shí)在在的利潤,比如網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維成本的降低,網(wǎng)絡(luò)可用性指標(biāo)的提升等。

  除了網(wǎng)絡(luò)智能化之外,通感一體也是業(yè)界關(guān)注的重點(diǎn)?!肮饫w本身作為一種物理介質(zhì),它可以感受到外部環(huán)境的變化,通訊設(shè)施可以用作更多傳感的用途。對于下一代光網(wǎng)絡(luò)而言,通感一體是非常大的亮點(diǎn),可以實(shí)現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型,為光纜的擁有者帶來更多的利潤?!?

新聞來源:C114通信網(wǎng)

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