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400G骨干网预计2024年商用
发布时间:2022-04-18 浏览数:0

 在近日举行的“2022中国光通信高质量发展论坛——400G技术专场”上,中国电信股份有限公司研究院工程师吕凯发表《骨干网400G传输系统技术发展与应用展望》的主旨演讲。他表示,随着5G、AI、云技术等新一代信息技术的发展和成熟,全球流量呈现持续增长的趋势。数据流量的不断增长,始终驱动大容量技术不断发展。



吕凯介绍,目前单波400G的线路测技术,已经完成两次技术迭代,传输能力达到1000km左右,可以覆盖城域/区域应用。不过面对长距离应用,目前的两代400G技术尚不能满足,需要在芯片器件方面不断突破。面向未来,400G一定是下一代骨干传输演进的重要方向。

下一代400G需重点解决超长距传输应用挑战

吕凯表示,“长距离应用,一般要求传输能力至少达到1500公里,因此仍需在400G技术上进行突破,关键是DSP芯片以及相关高速光器件的技术突破。”

当前,尽管7nm DSP芯片的时代已经来临,但400G技术在器件、算法等关键技术仍需突破,满足超长距离商用任重道远。预计2023或2024年,第3代400G DSP芯片在工艺、器件、算法等关键技术取得突破,能够覆盖国干全场景应用需求,传输能力将达到2000km+。

除了芯片器件外,应对于带宽增长的需求,400G系统还需扩展光谱范围, 以打破提速率不增容量的怪圈。主要分为三个阶段,第一阶段的 C+波段96波系统技术已成熟,开始批量应用;第二阶段的C++波段120/120+波系统,目标在200G WDM系统距离不变前提下,容量翻一番(80x200Gb/s);第三阶段的C++&L+/L++波段~200波系统,目标在400G WDM系统距离不变前提下,容量再翻一番(80x400Gb/s)。

吕凯表示,扩展C+扩展L,光放依然是关键,可能最终决定扩展L的方式。目前L100和 L110波段的放大器已有样品;L120波段需要进一步研究,已经有部分厂商取得技术突破,完成原型验证。器件方面,WSS、AWG等器件则没有技术瓶颈。

“以上主要是400G线路侧的发展现状。”吕凯表示,对于400G客户侧技术,主要有两种速率需求,一种是400GbE,一种是400G OTN。

目前,400GbE光模块技术逐渐聚焦于单波长100Gb/s PAM4方案(2km/10km),已经实现规模商用。但是400G OTN光模块,标准完备,但产品缺位,市场上没有兼容400GbE/400G FlxO-SR的双速率光模块。

400G OTN客户侧光模块为什么重要?吕凯阐述,对于运营商骨干网,未来建设400G网络,仍然会存在多张区域网并存的情况,跨系统转接不可避免,OTN客户侧互联是运营商骨干网跨系统转接的不二选择。

因此,400Gb/s WDM系统需要成熟的400G FlexO-SR接口,呼吁业界尽快提供兼容支持400GbE和400G FlexO-SR的双速率光模块,规格聚焦在FR4和LR4-6。此外,现阶段没有兼容支持53.125Gbps和55.9Gbps双速率的PAM4 DSP芯片,亟需该芯片尽快成熟。

骨干网应用400G是必然选择,预计2024年商用

从技术演进路线分析,130GBd左右的400G QPSK的技术方案是未来几年400G骨干网的重要技术方向。吕凯表示,一是匹配400GE业务的需求,单波400G的线路速率是必要条件。二是目前的400G 16QAM及更高阶的调制格式传输距离受限,现网传输距离在1000km以内,达不到长距传输要求。三是预测400G QPSK在现网传输距离达到1500km。

吕凯介绍,根据多个厂商的反馈结果判断,预计在2023年会出现样机或者是商用设备。不过,要保证良率,预计2024年,骨干长距离400G产业具备规模部署能力。届时运营商将根据400G业务驱动推动网络建设。

与此同时,实践证明100G全光交换的优势明显,400G时代全光网是理想选择,具备一站直达时延小、交叉容量大、功耗低等特性,助力碳达峰和碳中和。

同时也要积极推进高维度WSS的集成ROADM。32维WSS能够满足绝大部分场景的需要;零站内连纤,光背板,部署快,易于维护;同时机房空间占用小,每个节点只需1个机架。目前,集成ROADM,产业已初具部署能力,相关行业标准正在制定中。

吕凯介绍,中国电信积极推进400G的现网试验,已在上海-广州间建成国内首条全G.654E陆地干线光缆,全长1970公里。并利用该条新建光缆完成了国内首次在G.654E光缆上的400Gb/s超长距WDM传输商用设备现网试验,实现了超过1900公里的无电中继传输。

通过现网试验以及测算表明,G.654E光纤可有效提升系统传输性能、延长无电中继传输距离,可在骨干光缆网络中推广应用。在G.654E光纤中,不同速率的WDM系统,相比较G.652D光纤而言,传输距离提升至少80%;当前采用星座图整形PM-16QAM调制码型的400Gb/s WDM系统,可以在G.654E光纤中可以实现1500km以上的无电中继传输。


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