近年來，隨著算力網絡、物聯網、數據中心等數字基礎設施和創新業務應用的蓬勃發展，對網絡的需求不斷增長，催生了跨區域節點和中心間的大流量互聯需求，推動骨干傳輸技術進一步演進升級。在此契機下，近年來400G骨干全光網技術被學術界和產業界廣泛討論，這一技術也被普遍認為是骨干傳輸網絡未來發展的趨勢。本期聚焦400G傳輸技術，探索未來光網絡技術發展方向。

　　400G助力構筑網絡時代的“光底座”

　　當前，隨著人工智能、大數據、云計算等技術飛速發展及“東數西算”工程大規模建設，網絡正經歷著前所未有的變革。2008年前后，全光網概念在中國首次出現，建設全光網、全光城市成為全國各地的愿景。2013年起，100G OTN開始被廣泛應用，至今使用時長已經達10年。然而，算力網絡的核心要求是大帶寬、低時延、廣連接，以此實現網絡無所不達、算力無所不在、智能無所不及。面對當下巨大的算力網絡市場需求，傳統的100G顯然已無法滿足用戶相關業務的新需求。在此背景下，產業鏈各端都在積極推進技術、標準化等方面的迭代發展，為更高速率、更大容量、更低能耗的光網絡尋求更加堅實的底座。而當前備受業界關注的400G被普遍認為是骨干網下一個重大變革性的代際技術，有望成為算力網絡時代的“光底座”。

　　“數據表明，全球互聯網流量每年以26％的速度持續增長；而互聯網用戶同樣大量增長，使得海量5G互聯設備、新型帶寬密集應用出現。”在中國電信研究院院長張成良看來，目前的網絡構架正發生著變化：CDN下沉、DCN新建、東西向流量增加。互聯網顯現以視頻業務為主體，中端距城域網、數據中心流量超過長途骨干網的新特征。互聯網業務的快速增長驅動了大容量傳輸技術的發展，下一代骨干網將采用400G QPSK@150GHz這一技術方案。

　　作為下一代骨干網的核心承載技術，400G與100G OTN相比，系統帶寬提升了4倍，將傳輸“單車道”變成“四車道”，功耗節省10％以上，時延降低10％，相當于在“算網高速”鋪設了一座“高架橋”，能夠實現算力跨區域高效循環，真正做到以網強算。

　　目前，骨干光傳輸正在進入400G時代。400G產業鏈的完善和成熟，為400G的大規模商用提供了可能。同時，新波段、新器件、新光纖等全面支撐400G傳輸技術實現廣泛應用。近年來，中國電信進行了多次400G長距以及現網傳輸的試驗，同時全力推動骨干“全光網2.0”持續演進，充分驗證了400G的傳輸能力。“中國移動已經確定400G技術的可用性，并將在今年年底啟動400G產品集采，推動400G進入商用階段。”中國移動研究院基礎網絡技術研究所所長李晗表示。

　　近年來，全國一體化算力網絡、數據中心等數字基礎設施加速建設，推動骨干傳輸技術進一步演進升級。今年10月，工信部等六部門聯合印發《算力基礎設施高質量發展行動計劃》，提出加快400G/800G高速光傳輸網絡研發部署，提升樞紐網絡傳輸效率，這無疑為加速400G等高速光網絡傳輸技術的發展注入了強大動能，也將為中長期面向算力的高品質、確定性運力網絡構筑堅實的“光底座”，廣大用戶對算力網絡傳輸智能高效、靈活敏捷、按需隨選的迫切需求將有望在短期內變成現實。

　　基礎電信企業積極推進400G OTN部署

　　算力需求激增，對運力提出了更高要求。400G全光運力底座能夠實現大容量、低時延，目前基礎電信企業正在積極推進相關技術、現網試點成熟完善。

　　中國電信方面，世界首條省際骨干全G.654E光纜（上海—金華—河源—廣州光纜）已于2021年4月建成。中國電信利用該線路完成了業界首次在G.654E光纜上的400Gb/s超長距WDM傳輸商用設備現網試驗，實現了超過1900公里的無電中繼傳輸，驗證了G.654E超低損耗及有效面積新型光纖的實際性能，證明其可有效提升系統傳輸性能、延長無電中繼傳輸距離。2022年12月，廣東電信聯合華為打造了粵港澳大灣區首張400G全光運力網絡，部署先進的全光交叉OXC、超高速400G、自動交換光網絡ASON、iMaster NCE等解決方案，為韶關、廣州、深圳三地提供超低時延、超大帶寬、超高可靠、超強智慧、綠色低碳的高品質運力。

　　早在2018年，中國移動就啟動了400G中短距離試點，2021年實現了1000公里400G傳輸。目前中國移動已經建成橫跨浙江、江西、湖南、貴州四省的400G全光試驗網并完成400G QPSK試驗，預計2023年底準備啟動相關的部署和實施。近期，中國移動發布《“九州”算力光網目標架構白皮書》，提出了“光電貫東西、一網通九州”的理念，《白皮書》提到可滿足“東數西算、東數西備、東數西訓、東數西渲”，并帶來跨地域、跨層次、跨架構的海量數據調度需求，將推進400G QPSK（正交相移鍵控）技術成熟和產業鏈完善。按照中國移動公布的“九州”算力光網整體規劃，2023年至2024年，推動算力樞紐節點按需部署400G OTN；2024年至2025年，推動所有算力樞紐節點全面部署400G OTN，同時按需引入其他大帶寬技術；2025年以后，將推動按需部署800G OTN。

　　中國聯通目前已經在浙江、河南、廣東、山東等建設多個16QAM 400G新技術試驗網，并與多家設備商進行現網試驗。今年3月，浙江聯通與中國聯通集團研究院聯合華為建成全國最大規模的400G OTN實驗網，并基于該網絡完成業務功能、保護倒換、應用場景等關鍵項目驗證。中國聯通在去年5月發布了《算力時代的全光底座白皮書》，其中超大帶寬是重要組成部分。中國聯通相關專家介紹，此次實驗網后續頻譜可平滑擴容到Super C120+Super L120波段，單纖容量可達48T，其結果表明400G s16QAM碼型的商用已經走向成熟。

　　骨干網從100G向400G演進實則是傳送網的5G發展。目前中國經濟的發展驅動力已經轉變到數字經濟領域，結合國家“東數西算”戰略布局，運營商積極推進400G OTN是現實要求，也是自身轉向新的業務潮流的必然選擇。

　　持續推進400G向商用發展

　　為光網絡演進奠定堅實基礎

　　隨著新興算力和AIGC等創新業務應用的蓬勃發展，對網絡運力提出了更高的要求。全光運力作為信息網絡基礎的底座，為上層的業務應用提供了良好的承載。目前，100G是被廣泛采用的最快的以太網連接，并且還在穩步增長，但是，隨著流量持續增長，以及視頻等大容量數據傳輸的需求增長，400G以太網將成為發展趨勢。

　　近期，中國移動發布最長距離400G光傳輸現網技術試驗網絡，并提出加快推進400G高速光傳輸產業發展的倡議。此次400G全光網超長距光傳輸試驗的成功驗證了400G QPSK的技術性能，為后期商用化做好了技術準備，將助力算力網絡實現400G高速互聯，支撐“東數西算”等典型應用。中國移動研究院副院長段曉東表示，本次發布400G技術試驗階段性成果，提出了長距400G QPSK技術路線，是光傳輸技術從100G向400G代際演進的重要里程碑。今年是400G發展的重要元年，我們將與產業合作共同發力，持續推進400G向商用發展，并做好國產化布局，助力構建算力網絡堅實底座，為算間流量增長保駕護航，高效支撐公司價值運營。

　　如今，骨干光傳輸正進入400G時代，近年來進行了多次400G長距的實驗室以及現網傳輸試驗，充分驗證了其傳輸能力。綜合比較后，400G PMQPSK被認為是更適用于骨干傳輸網絡的技術選擇，結合“C6T+L6T”超寬光譜，可以構建80波、單纖總容量達32Tbit/s的光傳輸系統。

　　據了解，400G主要用于算間網絡傳輸，給網絡運維帶來了新的挑戰：第一，過去算間網絡更關注資源傳輸的連通性，現在要在連通基礎上關注業務，這需要實現對網絡可視、可管、可控、可調，才能時刻做到網隨業動，給業務提供最優的路徑，滿足業務需求；第二，需要強化自動化能力建設，這與此前的AI能力主要為業務服務不同，從網絡設備側就要具有內生AI能力，保障網絡調度從局部最優轉向全局最優；第三，對運維人員的能力也提出了更高要求，需要維護人員在設備升級和技術升級方面更好地保證網絡安全、穩定、優質運行。

　　“總的來說，400G是下一代骨干傳輸演進的必然選擇。但以2024年作為400Gb/s系統部署的起始時間考慮，電信骨干光纜網將仍以G.652D光纜為主，需采用更高波特率的QPSK調制碼型作為400G長距傳輸的技術選型。G.654E光纖在現網測試中部分性能優于G.652D光纖，使其可對400G應用提供助力。”中國電信研究院院長張成良總結道。

　　中國信息通信研究院標準所所長張海懿表示：“400G/800G技術已經成為業界關注的熱點，各方都在積極推進技術產業、標準化等方面的迭代發展，為未來更高速率、更大容量、更低能耗的光網絡的演進奠定了堅實的基礎。”希望業界共同聚力全光運力技術創新和產業應用生態協同發展，有力支撐算力時代我國數字經濟和新型工業化進一步發展。

　　展望未來，隨著400G光模塊的大規模部署，以及網絡帶寬和性能需求的不斷增長，數據中心互聯800G也將成為全新需求，將應用在超大規模數據中心、云計算及人工智能算力中心等。華為公司光系統首席專家張德江表示，在800G時代，光通信依然面臨嚴峻的挑戰，要想繼續實現容量翻倍，基于“C6T+L6T”光系統，需要大量突破系統端到端的關鍵技術，實現系統容量向64T演進。

　　 轉自：人民郵電報