光通信爆发在即,我国不仅技术领先,标准也已到位

通讯基站 2023-12-15
1957 字丨阅读本文需 5 分钟

近期,国际电信联盟标准化部门(ITU-T)第15研究组(SG15)的2022-2024研究期第三次全会在瑞士日内瓦召开,共有来自17个国家成员、38个部门成员和13个部门准成员的230名代表参会。中国代表团共有来自12个成员单位的近70位专家现场参会,提交了148篇技术提案,推动本次会议审议同意和通过了25项我国专家担任编辑人的标准建议和4项技术增补文件;在45项新立项中,我国32位专家担任3项新标准建议、18项已有标准建议修订和6项技术增补文件的编辑人。

中国代表团在新一代光传送网(OTN)、城域传送网(MTN)、50Gbps无源光网络(PON)和光纤到房间(FTTR)等多个技术方向的国际标准化工作均取得重要进展。一是牵头推动光传送网(OTN)和城域传送网(MTN)细粒度系列标准中的G.709.20和G.8312.20等第一批标准提交同意,标志着中国代表团经过两年多困难曲折和一年多协同推动的新一代OTN和MTN国际标准获得里程碑式进展,有利于更好支撑政企精品专线和5G+行业专网应用推广;二是牵头推动两项新的FTTR重要标准提交同意,分别是G.9941《基于光纤的驻地网高速收发器–物理层规范》和G.9942《基于光纤的高速驻地网收发器–数据链路层规范》,标志着第一代FTTR国际标准形成产业共识,进入技术标准发展成熟期。三是牵头推动G.9804.3 修正案2《50G PON:物理媒介相关(PMD)规范》提交同意,重点对C+功率预算下的50G上行速率光接口指标进行了讨论完善,并研讨了下一代PON系统速率(G.sup.VHSP)的技术方向,有利于支撑我国宽带接入网向万兆光接入网时代发展。

此外,我国成员也积极推动了400G和800G波分复用(WDM)系统、光传送网络(OTN)接口、通感一体化的分布式光纤传感、光纤光缆基础设施共享、海底光缆系统和测试、高精度时间和频率同步、传送网智能管控等重要标准建议的立项制定或修订完善。特别是G.709《OTN接口》修订、G.709.x 灵活OTN(FlexO)接口系列标准在本次会议完善后提交同意,新增了400G和800G接口相关规范,标志着ITU-T SG15基本完成400G和800G OTN接口相关国际标准,后续将继续开展超1Tbps OTN接口标准研制,我国成员将协同加强新技术标准推进。

发现超高性能、超宽频谱、超高集成的密码

400G是继100/200G后的下一代OTN代际技术,将深刻影响未来光网络的发展和产业格局。

我们也看到,过去20年,光传送网从单波10G持续升级到40G、100G,直到200G,400G的主流化只是时间问题。从100G/200G升级到400G,单bit成本也得到显著优化,越来越多的运营商客户已经选择了400G,400G波分时代已经到来。

光传送产业每一代的演进,都必须在保持传输距离不变的前提下,成倍提升单波容量和单纤容量。这就为单波400G传输能力提供了足够的想象空间。而面向算力时代的骨干传送网络,需要80×400G超大带宽能力。基于400G光系统创新技术,实现传输距离不变,容量持续翻倍的目标。

要实现这一目标,400G关键技术的挑战也逐渐浮出水面。

首先,在400G光模块方面,400G QPSK的相干光模块需要把波特率提升到130Gbaud以上,会涉及oDSP、调制器、驱动器、接收机等多种器件的技术突破;

其次,在光放大器方面,400G QPSK将波特率提升到130GBd+波特率后,系统传输需要占用150GHz频谱,要实现80波400G,需要从当前的C6T频谱扩展到C6T+L6T,实现80×150GHz=12THz的频谱范围;

第三,在稳定性方面,400G光系统引入L波段后,受激拉曼散射(SRS)效应会增强,也需要相应的技术手段抑制SRS效应导致功率波动带来的影响,保证系统性能稳定。

为了解决各个层面400G的技术难题,华为多年来持续在传输算法、半导体材料、光芯片、光器件等基础科学领域加强研发投入,构筑了全面领先的全系列400G解决方案。在对超高性能、超宽频谱、超高集成的解读下,华为也“发现”这些性能背后的技术密码。

通过业界首个PBC非线性补偿算法,使能超高性能400G;业界首个COSA 五合一光器件,使能超高集成400G;宽谱光放大器,使能单纤容量达到48Tbit/s;Super C+L 一体化WSS, 使能C6T+L6T 32维光方向任意波长调度,这四大创新进一步推动了400G的主流化进程。

400G和G.654.E光纤双双进入高速发展期

中国移动面向算力网络等新业务发展需求,以构建技术先进的基础网络为己任,目前已完成省际400G新型骨干网建设方案的规划和决策,开始构建全球首个最大规模、最广覆盖的400GOTN骨干网,同时加快技术应用、网络演进,助力算力业务、数字经济发展。此外,结合流量增长,预计2024年400G技术将进一步向省域骨干、城域核心层延伸应用。

G.654.E光纤相比传统G.652.D光纤具有超低损耗和低非线性的技术优势,对于400G系统可以带来至少2dB的性能提升。中国移动与产业界正在协同推进扩大G.654.E光纤的部署应用。面向800G及更高速率系统演进,G.654.E对系统性能提升的必要性更加凸显,具有更为广阔的应用空间。

从技术发展来看,400G QPSK光模块当前均为MSA固定模块,未来两三年应在传输性能基本不变或满足系统要求的前提下向可插拔、小型化、低功耗演进;在超宽谱器件方面,国内主流厂家的ITLA、EDFA、WSS等核心器件已经全面支持12THz,需要进一步引导“C+L”双系统向单系统演进;在自主可控方面,应进一步加强高速光管芯、先进oDSP芯片等关键组件的国产化攻关突破和完善。此外,基于部署一代、预研一代的技术发展理念,应围绕单通道800G/1.2T系统开展关键技术研究,提前布局下一代光通信前沿技术。

文章来源: 光电通信,通信世界,科技象

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