华为张德江:下一代传送网将走向400G*80波,预计400G QPSK将于2023年商用

4月13日消息(安迪)数字化转型浪潮下,带来大量新业务、新应用、新技术、新模式,对底层网络架构、容量、速率、性能、可用性提出了一系列新要求。同时,今年2月,国家“东数西算”工程全面启动,作为承载数字经济蓬勃发展的关键性工程,连接“东数”和“西算”之间的网络需要向更大带宽、更低时延方向演进,为东西部算力基础设施提供高品质数据传输通道,并承载运算结果的反馈。

因此,城域DCI、城域/区域核心互联场景、骨干/超长距场景迎来新一轮的升级周期,400G以及超400G技术成为业界关注的焦点。为此,CIOE中国光博会联合C114通信网推出大型策划会展活动——“2022中国光通信高质量发展论坛”。在今天举行的论坛第四场线上活动“400G技术专场”上,华为光系统首席专家张德江发表了题为“下一代光传送网技术演进”的主题演讲。他表示,下一代传送网将走向400G*80波,400G QPSK将成为干线主流码型,预计2023年400G QPSK商用。

当前,业务流量持续攀升,光传送网需要向更大容量演进。根据市场研究机构Omdia的预测,未来流量将继续保持高速增长,2019年~2024年流量年均增长23%,从2019年的189000PB增长到2024年的532000PB。

从需求侧来看,流量持续高速增长,比特成本需要持续降低。而从供给侧来看,技术面临香农极限制约,比特成本降低面临挑战。张德江指出,光传送网降低成本的方式主要分为以下几个发展阶段——起步阶段:1977-1995年,逐点电中继,20%容量年均提升,光口提速降成本;发展阶段:1995-2008年,强度调制,直接检测,光放大及色散管理,78%容量年均提升,单波提距降成本;相干阶段:2008-现在,相位调制,相干接收,oDSP数字信号处理,20%谱效率年均提升,单纤提容降成本。未来十年,频谱效率提升挑战越来越大,当产业面临发展瓶颈,就需要创新突破,提升单纤容量是光通信发展永恒主题。

“光传送产业发展的基本规律:距离不变,容量翻倍。”张德江认为,新一代400G相对200G要实现容量翻倍,光频谱将从C波段向C+L波段扩展,预计2023年400G QPSK商用,实现单纤32T超大容量,传输能力与100G/200G QPSK相当。下一代传送网将走向400G*80波,而400G*80波干线光系统的目标是:组网能力、光纤基础设施、运维习惯不变。首先,400G*80波的组网能力与100G/200G相当,现网按100G/200G QPSK能力设置OMS段,400G QPSK理论上与100G传输能力相当;其次,光纤基础设施可以利旧,支持在现有G.652、G.655光纤部署,不改变现有机房、光放站、中继站点设置;再次,部署运维习惯无需改变,开局交付与现有100G/200G系统相当,智能调测,从手工到自动化(AI)。

在张德江看来,下一代光传送网主要包括以下四大关键技术:

一是光系统级技术创新,SRS效应控制。抑制受激拉曼散射影响,实现端到端光系统极致性能,包括光放增益倾斜补偿、ASE填充及控制技术、系统均衡技术等。

二是相干光模块,性能同100/200G。光模块方面进行新材料、新工艺、新算法创新,挑战性能与100G相当。新材料包括130G+超高速器件使能400G QPSK调制,新工艺包括光电合封新有效优化链路带宽,新算法包括端到端损伤补偿,逼近香农极限。

三是光交换,性能对齐C波段。包括LCOS及其控制算法突破,实现宽谱低损耗;高分辨率LCOS芯片、光谱整形算法,创新WSS光谱整形算法,降低滤波代价。

四是光放大,宽频谱、低噪声。新型增益光纤与工艺突破,目标实现C+L宽谱低噪声放大。

展望未来10年,张德江预测,随着800G/1.6T*80波的发展,单纤容量将再翻番。新频谱方面实现S+C+L波段,新器件方面实现180GB+高波特率,新算法方面SE>4~6。800G/1.6T*80波主要分为三个阶段:第一阶段,突破光放大频谱扩展到S波段,是实现1.6T*80波的基础;第二阶段,突破高速光模块,包括高速光电器件与高阶调制算法;第三阶段:突破C+L+S超宽谱光系统,实现极致性能及稳态光系统。

截至目前,华为已经在实践中积累了高速传输测试案例,例如:2020年10月,华为完成业界第一个单波1.6T+现网测试;2021年底,华为与中国移动完成400G QPSK ULH测试。

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2022-04-13
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