韋樂平：T比特時代將來臨，光器件是光網(wǎng)絡(luò)“瓶頸的瓶頸”

6月14日消息（劉定洲）在今日舉辦的2023中國光網(wǎng)絡(luò)研討會上，中國電信集團(tuán)科技委主任韋樂平以“T比特時代正在開啟”發(fā)表了主題演講。

韋樂平認(rèn)為，業(yè)務(wù)帶寬需求幾乎是永無止境，驅(qū)動光網(wǎng)絡(luò)向T比特時代演進(jìn)。目前來看，T比特時代的DSP、光模塊基本成熟，傳輸系統(tǒng)試驗(yàn)也在推進(jìn)中，主要的瓶頸，在于光器件的成本高昂，堪稱光通信“瓶頸的瓶頸”。

無需擔(dān)憂需求側(cè)

光網(wǎng)絡(luò)帶寬在快速提升，可輕松滿足4K/8K視頻所需的30Mbps~100Mbps帶寬需求。但來自業(yè)務(wù)側(cè)的創(chuàng)新不斷，對帶寬需求幾乎是永無止境。例如VR技術(shù)基礎(chǔ)帶寬需求為773Mbps，超VR可達(dá)7.92Gbps。自動駕駛所需帶寬也要3Gbps。

今年科技行業(yè)最火爆的話題，就是chatGPT。這類AI大模型需要海量的優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)喂料，對算力需求飆升。未來還會有視頻大模型，對帶寬需求之大難以預(yù)測。韋樂平介紹，元宇宙的沉浸式體驗(yàn)，可能將產(chǎn)生天量大數(shù)據(jù)。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010~2020年，10年傳送網(wǎng)總?cè)萘磕昃鲩L33%，2016年后已有多個傳輸鏈路段容量超過30T，2021年最大傳輸鏈路段容量達(dá)到118T，呼喚400G光網(wǎng)絡(luò)承載。預(yù)計(jì)到2023年，最大傳輸鏈路容量可再度增長3倍以上，達(dá)到387T。

韋樂平指出，近年來，IP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的扁平化，帶來更多連接局向和東西向流量，明顯減輕了核心路由器端口速率提升的壓力。另一方面，骨干光纜網(wǎng)的物理路由很少，大量不同局向的IP鏈路匯聚，導(dǎo)致光傳送網(wǎng)的鏈路容量增速比核心路由器更快、更早的出現(xiàn)400G速率的需求。

T比特三大要素基本成熟

T比特已經(jīng)成為今年OFC探討的前沿?zé)狳c(diǎn)。T比特時代到來，主要有三大要素：DSP、光模塊、傳輸系統(tǒng)。韋樂平指出，從DSP來看，T比特DSP已經(jīng)基本成熟，Acacia和NEL的1.2Tbps DSP產(chǎn)品，基于5nm工藝，具備136G和140G波特率，預(yù)計(jì)2023年中可以商用。

諾基亞的PSE 6s，1.2Tbps DSP產(chǎn)品，基于5nm工藝，130G+波特率，預(yù)計(jì)2023年底可以商用。此外，Infinera、Ciena的DSP產(chǎn)品預(yù)計(jì)在2024年達(dá)到商用水平。

T比特光模塊也基本成熟。400G速率的光模塊已經(jīng)在現(xiàn)網(wǎng)規(guī)模應(yīng)用，400G相干光模塊技術(shù)已經(jīng)成熟。Terabit BiDi MSA聯(lián)盟發(fā)布了基于100G通道的800G和1.6T光模塊；Coherent發(fā)布了基于200G通道的800G和1.6T光模塊，傳輸距離10Km。Sumitomo、Lumentum也發(fā)布了200G EML器件。

此外，旭創(chuàng)科技展示了1.6T的OSFP-XD和低功耗的800G OSFP DR8產(chǎn)品，博通展示了采用CPO（光電共封裝）技術(shù)的51.2T交換機(jī)，這款產(chǎn)品800G光模塊是必選配置。

最后在傳輸網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)方面，國內(nèi)外均有運(yùn)營商開展了現(xiàn)網(wǎng)試驗(yàn)。國內(nèi)中國移動今年3月完成了400G速率傳輸了5616Km，創(chuàng)造了世界紀(jì)錄。韋樂平判斷，基于QPSK碼型的130G波特率80波400G系統(tǒng)，將在2024年商用，2025年規(guī)模商用。

光器件是光通信“瓶頸的瓶頸”

業(yè)務(wù)需求驅(qū)動和技術(shù)走向成熟，業(yè)界都在期待中國移動以及更多運(yùn)營商部署400G骨干網(wǎng)絡(luò)。韋樂平指出，降低量收剪刀差的關(guān)鍵是大幅降低網(wǎng)絡(luò)成本，光通信成為降價(jià)最慢的領(lǐng)域，其中光器件是“瓶頸的瓶頸”，光芯片更是“瓶頸的立方”。

原因在于，摩爾定律不適用以手工為主的光通信技術(shù)。光傳輸方面，一個80波400G QPSK碼型的C6T+L6T波段的光傳輸系統(tǒng)，光器件成本高達(dá)90%。800G和1.6T只會更高。核心路由器方面，400G核心路由器，光器件成本占15%，隨著背板芯片互連、板卡互連光化，光域的成本還將增加。光接入方面，10G PON光模塊成本占比下降至35%，但未來50G PON、WDM-PON光模塊成本占比會更高。此外400G數(shù)據(jù)中心交換機(jī)，光模塊成本占比超過50%，比交換機(jī)本身更貴。

光通信需要光器件高速率、高集成、低功耗、低成本。韋樂平認(rèn)為，光子集成式主要突破方向，其中磷化銦（InP）是唯一的大規(guī)模單片集成技術(shù)，硅光則是最具潛力的突破方向，可以將電域的CMOS工藝的投資、設(shè)施、經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)用在光域。

最后，韋樂平也談到當(dāng)前資本市場最火熱的光通信技術(shù)——CPO，認(rèn)為基于硅光集成的CPO技術(shù)是進(jìn)一步降低功耗、提升能效、提高速率，適應(yīng)AI大模型算力基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的關(guān)鍵之一。

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