未來已來，400G開啟網(wǎng)絡新紀元

  近日，工業(yè)和信息化部、中央網(wǎng)信辦、教育部、國家衛(wèi)生健康委、中國人民銀行、國務院國資委等六部門聯(lián)合印發(fā)《算力基礎設施高質量發(fā)展行動計劃》，提出加快400G/800G高速光傳輸網(wǎng)絡研發(fā)部署。這一行動計劃的印發(fā)無疑為加速400G等高速光網(wǎng)絡傳輸技術的發(fā)展注入“強心劑”。

  需求驅動，400G高光時刻即將到來

  眾所周知，骨干傳送網(wǎng)是綜合承載各項業(yè)務的信息“大動脈”，是整個信息基礎設施的“承重墻”。作為開啟骨干網(wǎng)下一個周期的重大變革性代際技術，400G正蓄勢待發(fā)，為通信網(wǎng)絡發(fā)展“保駕護航”。

  在行業(yè)中“流傳”著這樣一種說法，“2023年有望成為400G規(guī)模商用的元年”。這并非“空穴來風”，中國移動研究院基礎網(wǎng)絡技術研究所所長李晗表示，伴隨5G-A、6G技術發(fā)展，以及“東數(shù)西算”工程等戰(zhàn)略的需求，骨干傳送網(wǎng)在超大帶寬、超長距離和超低時延方面面臨更高的需求?！懊嫦颉畺|數(shù)西算’‘東數(shù)西存’等算力網(wǎng)絡典型場景需求，中國移動提出構建400G新型全光網(wǎng)，構筑算力網(wǎng)絡的全光底座?！?

  中國聯(lián)通研究院總工程師王光全提到，目前400G需求的主要驅動力也來自于傳輸本身，“由于骨干網(wǎng)的光纖量不足，超大規(guī)模地部署光纖光纜也不是一朝一夕能夠完成的，因此需要對系統(tǒng)進行升級?！?

  隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等技術的飛速發(fā)展及“東數(shù)西算”工程的大規(guī)模建設，網(wǎng)絡正經(jīng)歷著前所未有的變革。在這一變革浪潮中，全光網(wǎng)嶄露頭角，而400G作為全光網(wǎng)演進的下一步，已然成為為算力資源提供運力保障、助力“東數(shù)西算”戰(zhàn)略實施的重要選擇。

  當然，400G產(chǎn)業(yè)鏈的完善和成熟，也為400G的大規(guī)模商用提供了可能。市場調研機構Omdia在報告中稱，數(shù)據(jù)中心（DC）率先開啟向400G的過渡，并在2019年已開始應用。預計到2023年，400G的銷售額將主導數(shù)據(jù)中心市場。

  總體來看，400G的市場需求以及產(chǎn)業(yè)鏈的完善，使得2023年有望成為400G規(guī)模商用的元年。當然，具體的發(fā)展情況還需看未來的市場變化和行業(yè)走勢。

  技術突破，QPSK逐步成熟

  當前業(yè)內400G主要有16QAM、16QAM-PCS、QPSK三種調制技術，具有不同的頻譜效率和傳輸距離。其中，16QAM的波特率約為67GBaud，主要用于短距傳輸；16QAM-PCS的波特率約為91GBaud，要用在部分區(qū)域干線、本地網(wǎng)、城域網(wǎng)；QPSK的波特率約為130GBaud，是骨干網(wǎng)絡部署較理想的選擇，能有效減少電中繼，從而降低成本和能耗。

  進入2023年，400GQPSK技術逐步發(fā)展成熟，被產(chǎn)業(yè)界普遍認為是引領骨干傳輸網(wǎng)的下一個大的技術代際，預計將持續(xù)十年。

  作為網(wǎng)絡建設的主力軍，國內運營商攜手設備商、光通信廠商等產(chǎn)業(yè)鏈上下游的合作伙伴進行相關的長距傳輸測試與實驗。2023年，中國移動發(fā)布世界最長距離400G光傳輸現(xiàn)網(wǎng)技術試驗網(wǎng)絡，召開3次重大技術進展發(fā)布會推進創(chuàng)造400G長距傳輸3大世界紀錄，分別為基于G.652.D光纖、EDFA/拉曼混合放大的寧波至貴安5616km傳輸；基于G.654.E光纖和純EDFA放大實現(xiàn)“C6T+L6T”波段400GQPSK7000km傳輸；基于G.652.D光纖完成純EDFA經(jīng)典商用場景80×400GQPSK1673km現(xiàn)網(wǎng)試驗。中國移動聯(lián)合國內產(chǎn)業(yè)界從無到有基本構建了涵蓋芯片、器件、模塊、設備、系統(tǒng)的自主可控產(chǎn)業(yè)鏈，有力推進400GQPSK技術和產(chǎn)業(yè)成熟。此外，據(jù)中國聯(lián)通相關人士稱，近日中國聯(lián)通也聯(lián)合華為、中興、烽火3家企業(yè)完成了相關技術的實驗室測試。中國電信也在進行相關研究。

  從運營商發(fā)布的信息來看，各項測試全面論證了基于QPSK的400G新型骨干全光網(wǎng)的可行性，核心技術參數(shù)及指標已基本滿足現(xiàn)網(wǎng)應用需求，400GQPSK技術具備高速數(shù)據(jù)傳輸、低誤碼率等優(yōu)點，使得長距傳輸更加可靠和高效。據(jù)中國移動研究院報道，中國移動研究院副院長段曉東曾表示，中國產(chǎn)業(yè)界主導的QPSK技術路線相比16QAM-PCS更具技術優(yōu)勢，經(jīng)國內產(chǎn)業(yè)各方協(xié)同攻關，目前已具備商用能力。

  挑戰(zhàn)猶存，凝心聚力共推400G產(chǎn)業(yè)發(fā)展

  400G的繁榮發(fā)展近在眼前，新技術的應用往往是機遇和挑戰(zhàn)并存，不可否認400GQPSK還存在一些特有的問題。中國電信首席專家李俊杰稱，選擇“C6T+L6T”超寬光譜能夠助力400G系統(tǒng)單纖容量提升，但也面臨著挑戰(zhàn)：“C6T+L6T”光系統(tǒng)調優(yōu)難，需要打造“C6T+L6T”一體化高速相干光傳輸模塊、“C6T+L6T”一體化波長選擇開關（WSS）模塊、“C6T+L6T”一體化EDFA模塊等。

  在烽火通信看來，400G建設帶來了新的網(wǎng)絡架構變革，但在網(wǎng)絡設計、網(wǎng)絡開通、運營維護等方面仍有提升空間。

  不僅如此，400G的關鍵之一在于光纖技術的升級。新一代的高密度、高效能光纖不僅能夠支持更高的傳輸速率，還能降低信號衰減，提高網(wǎng)絡穩(wěn)定性，為未來的應用提供堅實的基礎。王光全表示，超低損耗G.654.E光纖已成為400G及更高速WDM系統(tǒng)應用的主要光纖選擇，但光纖網(wǎng)絡的建設成本、設備的研發(fā)難度等問題需要產(chǎn)業(yè)鏈共同努力解決。

  同時他也建議，400G系統(tǒng)架構、性能調優(yōu)、運行維護都對現(xiàn)網(wǎng)應用提出了新的要求，運營商要充分利用現(xiàn)網(wǎng)光纜和機房資源，提升系統(tǒng)運維的智能化程度，建設高速、靈活、安全、智能的400G傳輸網(wǎng)。

  面向400G技術和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，李晗表示，國內主流廠家的ITLA、EDFA、WSS等核心器件已經(jīng)全面支持12THz，需要進一步引導“C+L”雙系統(tǒng)向單系統(tǒng)演進；此外，基于部署一代、預研一代的技術發(fā)展理念，應圍繞單通道800G/1.2T系統(tǒng)開展關鍵技術研究，提前布局下一代光通信前沿技術。

  點亮“高光”時刻，400G商用“列車”正全速駛來。在不久的將來，400G將引領數(shù)字時代的發(fā)展潮流，推動人類社會朝著更加數(shù)字化、智能化的方向邁進。雖比高飛雁，猶未及青云。在400G有條不紊推進的同時，更高速率——800G/1.6T也在研發(fā)和推進中，這不僅夯實了新型基礎設施底座，也為助力我國數(shù)字經(jīng)濟高質量發(fā)展提供了堅實的基礎。