中國電信張成良：400G可實現(xiàn)全場景覆蓋，空芯光纖引領(lǐng)顛覆性變革

6月21日消息（水易）近日，在“2024中國光網(wǎng)絡(luò)研討會”上，中國電信研究院院長張成良表示，大模型時代，算力需求從線性增長變?yōu)橹笖?shù)級增長。破解算力發(fā)展難題，“芯片、軟件、網(wǎng)絡(luò)”需要共同發(fā)力，其中“以網(wǎng)補算”是當前國際格局和產(chǎn)業(yè)環(huán)境下中國最具優(yōu)勢的發(fā)力點。

張成良指出，作為建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強國和數(shù)字中國、維護網(wǎng)信安全的國家隊主力軍，中國電信積極推進“云網(wǎng)融合”發(fā)展戰(zhàn)略，提出并踐行全光2.0理念，深度賦能大帶寬、低時延、高可靠的數(shù)據(jù)連接，開始全面進入400G時代，為算力網(wǎng)絡(luò)提供堅實的全光網(wǎng)絡(luò)底座，助力實現(xiàn)高品質(zhì)智算互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。

400G可實現(xiàn)全場景覆蓋，向更高速率發(fā)展

“光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展一直在傳輸距離和傳輸效率之間尋找均衡。”張成良介紹，400G經(jīng)過三代發(fā)展已基本成熟，可覆蓋DCI到超長距骨干網(wǎng)全場景，是構(gòu)建中長期、面向算力的高品質(zhì)、確定性運力網(wǎng)絡(luò)的堅實光底座的重要技術(shù)基礎(chǔ)，是未來10年的骨干網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大代際。

張成良表示，擴展C+L波段是400G重要技術(shù)特征，助力400G系統(tǒng)單纖容量提升。目前擴展C+L波段技術(shù)產(chǎn)業(yè)仍在發(fā)展之中，一體化擴展C+L器件可以實現(xiàn)真正全波段全光交換，能夠進一步提升網(wǎng)絡(luò)效率。不過，一體化器件的全部成熟還需一段時間，WSS業(yè)界成熟度高，但模塊與放大器一體化難度仍然較高，因此網(wǎng)絡(luò)建設(shè)宜根據(jù)實際需求及產(chǎn)業(yè)鏈成熟度逐步推進。

400G之后，WDM系統(tǒng)繼續(xù)向高速率（800G/1.2T）發(fā)展。張成良介紹，目前800G發(fā)展進程較快，基本重用400G DSP芯片產(chǎn)業(yè)鏈，在保留標準工程余量的情況下，可支持約600km的傳輸距離，應(yīng)用場景可覆蓋DCI與城域網(wǎng)傳輸。不過，面向未來，800G全光傳輸系統(tǒng)需進一步突破高帶寬光電器件、高性能DSP芯片、系統(tǒng)總體性能優(yōu)化，逐步過渡至全場景應(yīng)用覆蓋。

當前，中國電信正在積極推進800G現(xiàn)網(wǎng)試點實驗，基于中國電信現(xiàn)網(wǎng)傳輸鏈路，采用一體化WSS，實現(xiàn)800G C6T+L6T 1200km傳輸，容量最大可達64Tbit/s。張成良介紹，隨著800G器件與模塊性能的提升，未來800G應(yīng)用場景將進一步擴展，助力算力集群高品質(zhì)互聯(lián)。

對于1.2T，目前受限于模塊性能，僅可用于數(shù)據(jù)中心互聯(lián)。中國電信正在基于最新一代的1.2T技術(shù)，采用C波段6THz與L波段6THz方案，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心大容量光互聯(lián)，容量最大可達96Tbit/s。

向更高速率升級的同時，容量需求持續(xù)提升，S波段成為下一代光傳輸網(wǎng)絡(luò)有效的傳輸波段。目前，S波段產(chǎn)業(yè)當前尚在發(fā)展之中，大容量傳輸需綜合考慮光放性能、系統(tǒng)功率管理機制以及系統(tǒng)級性能優(yōu)化。

據(jù)張成良介紹，中國電信完成S+C+L多波段大容量傳輸實驗，實現(xiàn)S+C+L多波段高達17THz的超大通信帶寬，波段范圍覆蓋1483—1627nm。同時，結(jié)合S/C/L三波段光纖損耗和功率轉(zhuǎn)移特性，提出通過符號速率、通道間隔、調(diào)制碼型的自適應(yīng)匹配，最大化頻譜效率的方案。此外，采用業(yè)內(nèi)先進的光電合封技術(shù)，單波信號波特率超130GBd，比特速率達到1.2Tbit/s，大量節(jié)省光電組件的數(shù)量。

空芯光纖潛在性能優(yōu)異，積極推進工程應(yīng)用

光纖作為光網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的核心組成部分，扮演著至關(guān)重要的角色。光網(wǎng)絡(luò)向更高速率升級演進的同時，也需要并行推進新型光纖的發(fā)展。張成良介紹，目前業(yè)界對于新型光纖的研究熱點包括空分復用（SDM）光纖和空芯光纖等。

對于空分復用（SDM）光纖，主要有多芯光纖、少模光纖、多芯少模光纖三種類型。目前多芯光纖已全面進入現(xiàn)網(wǎng)驗證階段，國內(nèi)外在海洋和陸地場景已部署/計劃部署，標準的研究課題處于立項討論階段。

張成良介紹，中國電信基于SDM光纖實現(xiàn)多場景系統(tǒng)驗證，通過利用4芯光纖、7芯光纖分別完成了數(shù)據(jù)中心內(nèi)部互聯(lián)、數(shù)據(jù)中心間互聯(lián)場景驗證。結(jié)果表明，弱耦合光纖與單模光纖傳輸性能相近，千km級實驗室傳輸串擾幾乎無影響。

不過，張成良表示，多芯光纖走向應(yīng)用還需解決FIFO，熔接，放大等工程問題。目前來看，F(xiàn)IFO器件損耗、熔接損耗與時間等因素限制了多芯光纖在陸纜中應(yīng)用，仍需進一步優(yōu)化。另外，纖芯放大需多個泵浦源，成本、體積、功耗沒有明顯提升。

在談到空心光纖（HCF）時，張成良指出，空心光纖以空氣為傳輸介質(zhì)，折射率比實芯光纖低、接近真空，同時具有低非線性、低色散和低損耗特性。與傳統(tǒng)單模光纖相比，非線性低3-4個數(shù)量級，可以支持更多波段甚至全波段傳輸；色散小約10倍；損耗理論可達0.1dm/km；與此同時延遲也降低約30%，相同時延圈傳輸距離相差1.5倍。

當然，空芯走向?qū)嶋H應(yīng)用還需解決多項工程問題，例如提升光纖、光纜制備工藝，降低光纜損耗、成本，提升批量供貨能力。另外，空芯光纖在國內(nèi)現(xiàn)網(wǎng)環(huán)境下工程部署和運維無先例，需要結(jié)合國內(nèi)實際現(xiàn)網(wǎng)情況，針對性改善部署運維技術(shù)。

在此次光網(wǎng)絡(luò)研討會期間，中國電信聯(lián)合長飛公司、中興通訊和華信設(shè)計院發(fā)布了全球首個單波1.2Tbit/s、單向超100Tbit/s、傳輸距離達20km的空芯光纖光纜傳輸系統(tǒng)現(xiàn)網(wǎng)示范工程，標志著國內(nèi)產(chǎn)業(yè)界在探索光通信前沿技術(shù)、構(gòu)建面向智算場景的通信基礎(chǔ)設(shè)施方面邁出了重要步伐。

“空芯光纖是革命性的變革。”張成良表示，一旦解決了實用化和工程化問題，整個光通信會進入另一個時代，中國電信將積極推動其走向?qū)嶋H工程應(yīng)用。

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