中國移動(dòng)李晗：加速推動(dòng)400G QPSK技術(shù)成熟，并在骨干長距傳輸商用

3月2日消息（九九）在今天舉行的“中國移動(dòng)算力網(wǎng)絡(luò)400G全光網(wǎng)技術(shù)試驗(yàn)階段總結(jié)暨產(chǎn)業(yè)推進(jìn)研討會(huì)”上，中國移動(dòng)集團(tuán)級(jí)首席專家、中國移動(dòng)研究院基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究所所長李晗表示，算力網(wǎng)絡(luò)是中國移動(dòng)一體發(fā)力“兩個(gè)新型”的重要基礎(chǔ)，而光網(wǎng)絡(luò)是算力網(wǎng)絡(luò)的重要基礎(chǔ)和堅(jiān)實(shí)底座，也是中國移動(dòng)算力網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新試驗(yàn)示范網(wǎng)CFITI的重要內(nèi)容。

李晗進(jìn)一步介紹，算力網(wǎng)絡(luò)的核心要求是大帶寬、低時(shí)延和三個(gè)“無所”（網(wǎng)絡(luò)無所不達(dá)、算力無所不在、智能無所不及），因而需要400G大管道、OXC全光組網(wǎng)和SDN+SRv6。其中，400G是指單波長能夠承載400G類型業(yè)務(wù)的傳輸技術(shù)。

5年實(shí)踐，鎖定400G QPSK長距骨干方案

對(duì)于光傳輸網(wǎng)而言，400G物理層速率需要加上27%的開銷，所以線路側(cè)總速率實(shí)際達(dá)到526~534G之間。在2018年，中國移動(dòng)基于64或67波特率光器件，采用偏振復(fù)用后速率視線翻番，但為了達(dá)到500G+傳輸容量還需要提升4倍，因而采用16QAM成為必然選擇。其波道間隔為75GHz，總譜寬6THz，但是傳輸距離只能達(dá)到600公里。

李晗指出，滿足干線上千公里傳輸?shù)睦硐脒x擇是引入PCS概率星座整形技術(shù)，總體效益可以提升2.5-3dB，但是PCS技術(shù)要求光模塊波特率從60GBd提升到90GBd，并且在算法非常復(fù)雜。

中國移動(dòng)經(jīng)過5年推動(dòng)，目前16QAM-PCS技術(shù)已經(jīng)成熟。然而，隨著近兩年800G技術(shù)興起，要求采用130+GBd的光模塊，這也為400G提供了另外一個(gè)選擇，也就是不需要16QAM，而是采用QPSK進(jìn)行傳輸。類似于“5G技術(shù)4G化”，130+GBd的800G技術(shù)在400G應(yīng)用是“異曲同工”。QPSK技術(shù)理論上傳輸距離可達(dá)幾千公里，但是要求波道間隔達(dá)到150GHz，總譜寬12THz。

對(duì)于400G技術(shù)路線的選擇，李晗認(rèn)為，首先考慮性能滿足應(yīng)用需求，其次是產(chǎn)業(yè)支持度好、技術(shù)生命周期長，第三是自主可控、降低風(fēng)險(xiǎn)。“只要高波特率光電器件能夠?qū)崿F(xiàn)自主可控，解決130GBd技術(shù)難點(diǎn)，QPSK將是更好的長距骨干方案。”

5616km，400G QPSK實(shí)時(shí)現(xiàn)網(wǎng)極限傳輸

歷經(jīng)5年4次實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證和2次現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)，中國移動(dòng)已就400G進(jìn)行持續(xù)性的系統(tǒng)研究和攻關(guān)。2018年-2021年11月，中國移動(dòng)主要基于16QAM重點(diǎn)推動(dòng)PCS；2021年12月至今，推動(dòng)QPSK走向成熟。李晗強(qiáng)調(diào)，QPSK傳輸距離優(yōu)勢顯著，但仍需要經(jīng)過現(xiàn)網(wǎng)真實(shí)場景的檢驗(yàn)，以及推動(dòng)~130GBd光電器件的成熟，以及C6T+L6T，尤其是L波段EDFA、WSS/OXC的成熟。

從2022年11月至今，中國移動(dòng)已經(jīng)開展浙江寧波←→貴州貴安400G QPSK現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)，單向長度2808km，跨段數(shù)45個(gè)，途經(jīng)浙江、江西、湖南、貴州四省。主要考量因素包含以下幾個(gè)方面：一是保留光纖維護(hù)余量。貼近真實(shí)現(xiàn)網(wǎng)，根據(jù)設(shè)計(jì)院指導(dǎo)，全部往返90個(gè)光放段均預(yù)留了光纖光纜維護(hù)余量（0.06dB/km）與接頭余量（0.5dB/個(gè)）。二是非等跨大衰耗真實(shí)跨段。以EDFA為主，部分大跨段采用拉曼+EDFA。三是多波調(diào)諧配置。1個(gè)可調(diào)諧真波+39個(gè)填充波，遍歷C6T波段驗(yàn)證各通道性能。四是算力網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。鏈路打通后，加載算力網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，進(jìn)行基于400G全光組網(wǎng)的算力網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)承載驗(yàn)證。

現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)測試結(jié)果表明，實(shí)測QPSK背靠背OSNR容限15.8dB，相比16QAM-PCS提升1dB，2000km傳輸后整體提升超2dB；完成5616km 400G QPSK實(shí)時(shí)現(xiàn)網(wǎng)極限傳輸，仍有2.2dB OSNR余量；完成2808km C6T各通道性能遍歷，平均余量4.67dB，C6T滿波可用；本次試點(diǎn)創(chuàng)造了在現(xiàn)網(wǎng)G.652D光纖預(yù)留充分維護(hù)余量情況下，400G傳輸距離世界紀(jì)錄。

李晗同時(shí)指出，在測試過程中以及前期研究均發(fā)現(xiàn)，400G QPSK也存在一些特有的挑戰(zhàn)，隨著頻譜擴(kuò)展至12THz C6T+L6T后，受激拉曼散射效應(yīng)（SRS）帶來的功率轉(zhuǎn)移問題凸顯，給運(yùn)維帶來了挑戰(zhàn)，應(yīng)對(duì)各波長入纖功率和逐跨放大分別嚴(yán)格控制，依靠仿真與智能控制相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)數(shù)字孿生，一鍵下發(fā)無需逐段手工調(diào)節(jié)，運(yùn)維無感知。

演講的最后，李晗提出400G技術(shù)和產(chǎn)業(yè)推進(jìn)倡議：一是加速推動(dòng)400G QPSK技術(shù)成熟，并在骨干長距傳輸商用；二是加速推動(dòng)~130GBd光電器件規(guī)模商用進(jìn)程，并收斂具體波特率數(shù)值；三是持續(xù)提升oDSP自主可控能力，并進(jìn)一步向綠色、低功耗演進(jìn)；四是加速推動(dòng)光層器件從C波段向L波段拓展，全面支持12THz光譜寬度，包括ITLA、CDM、ICR、EDFA及WSS等；五是提升智能規(guī)劃及自動(dòng)化均衡能力，克服SRS帶來的功率轉(zhuǎn)移影響；六是推進(jìn)G.654E超低損耗光纖支持更低截止波長，并加快部署；七是加速拉曼等新型線路放大技術(shù)成熟和應(yīng)用，克服大跨段和超長距覆蓋難題。

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