“東數(shù)西算”的底層支撐：骨干光網(wǎng)400G QPSK技術(shù)走向成熟

  今年2月，我國(guó)正式全面啟動(dòng)“東數(shù)西算”工程。算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)大幕打開(kāi)，光網(wǎng)絡(luò)作為算力網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施，也迎來(lái)新一輪發(fā)展機(jī)遇。

  海量的數(shù)據(jù)、跨越千里的傳輸，“東數(shù)西算”呼喚超大帶寬、超長(zhǎng)距離的骨干網(wǎng)作為底層支撐。近日，中國(guó)移動(dòng)聯(lián)合中興通訊完成了全球首個(gè)400G QPSK準(zhǔn)實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)驗(yàn)證，在實(shí)驗(yàn)室模擬現(xiàn)網(wǎng)光纖長(zhǎng)度、損耗和維護(hù)余量，實(shí)現(xiàn)49跨段無(wú)電中繼3038km傳輸距離，證明400G QPSK在實(shí)現(xiàn)超大帶寬業(yè)務(wù)跨東西部超長(zhǎng)距離傳輸?shù)募夹g(shù)優(yōu)勢(shì)。

  400G QPSK技術(shù)離商用還有多遠(yuǎn)?是過(guò)渡技術(shù)還是大產(chǎn)業(yè)鏈?日前中國(guó)移動(dòng)研究院基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究所所長(zhǎng)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C114等媒體采訪，對(duì)這一實(shí)驗(yàn)的背景、意義和400G商用前景進(jìn)行了解讀。

  “東數(shù)西算”亟需400G

  2012年起，在中國(guó)移動(dòng)的牽引下，我國(guó)骨干光網(wǎng)開(kāi)始部署100G，100G已成為十余年來(lái)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)崛起的幕后英雄，在此期間也同步進(jìn)行了200G部署，到如今，100G/200G依舊在骨干光網(wǎng)擔(dān)當(dāng)主角。

  技術(shù)不斷升級(jí)迭代，數(shù)據(jù)流量高速增長(zhǎng)，隨著“東數(shù)西算”工程啟動(dòng)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、帶寬、業(yè)務(wù)、時(shí)延等方面提出一系列新需求，骨干網(wǎng)再度迎來(lái)升級(jí)換代的契機(jī)。

  李晗指出，新一代骨干傳輸建設(shè)具有三大特點(diǎn)。一是代際更換，以400G或800G單通道為基礎(chǔ)的高速寬帶技術(shù)將得到應(yīng)用;二是骨干網(wǎng)層面以O(shè)XC光交叉為主、電交叉為輔的新一代全光網(wǎng)大有用武之地，同時(shí)兼顧了低時(shí)延、大帶寬和靈活性;三是算與網(wǎng)的聯(lián)動(dòng)，以算網(wǎng)大腦為核心的新一代管控編排系統(tǒng)非常重要，實(shí)現(xiàn)IP+光協(xié)同，以及算網(wǎng)協(xié)同。

  “要把算力網(wǎng)絡(luò)解決好，要在IP和光的領(lǐng)域有一些核心創(chuàng)新，甚至顛覆性創(chuàng)新?！崩铌蠌?qiáng)調(diào)，“東數(shù)西算”屬于骨干連通的部分，IP和光網(wǎng)絡(luò)底座都是算力網(wǎng)絡(luò)的核心組成。在技術(shù)方向上，中國(guó)移動(dòng)研究了三種400G調(diào)制技術(shù)，一是16QAM，二是優(yōu)化后的16QAM-PCS，三是QPSK。

  “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(shí)現(xiàn)調(diào)制、頻譜、基礎(chǔ)設(shè)施全面技術(shù)革新。”李晗強(qiáng)調(diào)，此次驗(yàn)證充分證明前期中國(guó)移動(dòng)對(duì)400G QPSK技術(shù)理論能力的預(yù)期，基于130G波特率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。

  王泰立補(bǔ)充，不同的調(diào)制技術(shù)對(duì)應(yīng)不同的頻譜效率和傳輸距離，實(shí)際應(yīng)用情況是根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，在頻譜效率和傳輸距離之間取綜合最優(yōu)。400G的光管芯技術(shù)、調(diào)制技術(shù)、光器件技術(shù)都有非常大的變化，“從大的代際來(lái)看，400G技術(shù)時(shí)代的確要來(lái)了?！?

  模擬實(shí)驗(yàn)，逼近商用

  復(fù)雜精密的通信網(wǎng)絡(luò)，需要經(jīng)過(guò)業(yè)界合力千錘百煉，方能走向商用乃至大規(guī)模商用。本次模擬實(shí)驗(yàn)，就是400G骨干網(wǎng)正式商用前的重要節(jié)點(diǎn)之一。

  李晗指出，早在2019年，中國(guó)移動(dòng)和中興通訊就開(kāi)始了400G的相關(guān)測(cè)試，從600公里，到2021年的1000公里，再到今年的3038公里，可謂一步一個(gè)臺(tái)階。

  “今年這次實(shí)驗(yàn)有兩個(gè)比較大的成果，一是在實(shí)驗(yàn)中完成了QPSK和16QAM-PCS性能比較，為后續(xù)技術(shù)選型提供了重要參考。另一個(gè)是作為長(zhǎng)距能力測(cè)試，在現(xiàn)網(wǎng)49個(gè)跨段傳了3038公里，其中25個(gè)跨段引入了混合拉曼”李晗介紹。

  盡管還不是“真正的”商用系統(tǒng)，但技術(shù)已經(jīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到證明，堪稱“準(zhǔn)實(shí)時(shí)系統(tǒng)”。李晗強(qiáng)調(diào)，400G三種調(diào)制格式各有優(yōu)點(diǎn)，需要通過(guò)進(jìn)一步探討，收斂產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)規(guī)模效應(yīng)。

  王泰立強(qiáng)調(diào)，基于長(zhǎng)期的技術(shù)積累和商用驗(yàn)證，中興通訊將率先推出400G QPSK商用解決方案。

  400G將是大產(chǎn)業(yè)鏈

  相信圈內(nèi)讀者都記得，當(dāng)年在10G迭代到100G的過(guò)程中，還有40G這一個(gè)“插曲”。最后40G被證明是過(guò)渡技術(shù)，100G大規(guī)模部署，一統(tǒng)骨干網(wǎng)。那么，400G可能是過(guò)渡技術(shù)嗎?是否是800G的“備胎”?

  李晗與王泰立均給出了否定的答案。李晗表示，光通信產(chǎn)業(yè)沒(méi)有無(wú)線那么“緊耦合”，迭代路徑清晰，但事實(shí)上產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)聯(lián)動(dòng)起來(lái)了，如果能夠依靠400G這個(gè)契機(jī)也變得緊耦合，讓全產(chǎn)業(yè)鏈匹配同一個(gè)目標(biāo)，需要業(yè)界共同努力。“400G是具有長(zhǎng)生命周期的”

  王泰立則認(rèn)為，光通信技術(shù)大致是10年一代，上世紀(jì)90年代是2.5G，2000年代是10G，2010年代是100G，2020年代進(jìn)入了400G時(shí)代。其中，200G技術(shù)是100G技術(shù)的增強(qiáng)，但不是大的代際跳躍?！肮馔ㄐ偶夹g(shù)的高峰期都是10年一代出現(xiàn)，現(xiàn)在就是400G的時(shí)代。”

  對(duì)于400G和800G的差異，李晗提到，400G系統(tǒng)可以采用G.652.D光纖，到800G時(shí)代，性能更好的G.654.E光纖將成為必選項(xiàng)。接下來(lái)，中國(guó)移動(dòng)將與中興通訊等業(yè)界合作伙伴繼續(xù)推進(jìn)400G QPSK商用，對(duì)各環(huán)節(jié)廠家來(lái)說(shuō)，400G將是大產(chǎn)業(yè)鏈、大機(jī)遇。