【導讀】近日，在“中國電信戰新共鏈行動大會暨第三屆科技節”之“麵向雲網融合的下一代光網絡新技術論壇”上
，中國電信集團科技委主任韋樂平發表主題演講。

圍繞T比特時代正在開啟，IP層和光層融合技術的發展趨勢，下一代新型光纖的發展與思考
，光接入和駐地網技術的最新發展趨勢，光器件的創新是關鍵
，ChatGPT開創人工智能新時代，係統闡述了光通信發展的新趨勢思考。

T比特時代正在開啟

韋樂平表示，T比特DSP的商用實現了群體性突破，T比特光模塊商用化可期，T比特級傳輸係統現場實驗逐步開展，標誌著T比特時代正在到來。

DSP方麵
，Acacia、NEL、Nokia、Infinera
、Marvell的1.2Tbps DSP
，預計2023年-2024年均可商用，Ciena的1.6Tbps DSP預計2024年可商用。光模塊方麵，Terabit BiDi MSA聯盟同時發布基於100G通道和OM4多模光纖的800G和1.6T的數通產品
，Coherent
、旭創等發布了相關產品。傳輸網方麵，國內外均有運營商開展了現網試驗。

相幹光通信的在網位置和適用速率一路下沉，占據80公裏/100G速率以上的所有應用場景；主導40公裏/400G速率
，10公裏/800G速率，2公裏/1.6T速率場景；低功率相幹光已邁向10公裏/100G速率和40公裏/100G速率場景。

相幹光通信的技術進展包括DSP突破，集成化進展，低成本措施，新材料出現（如薄膜铌酸鋰），封裝架構創新（如光電共封）等。

目前，相幹光通信已經成功應用於海纜
、長途網
、城域網、DCI
，正滲透網絡邊緣
、彙聚
、5G回傳、企事業網
，試圖突破5G前傳、DCN、VHSP。

對於幹線400G的主流方案，傳輸距離比容量更重要，因此QPSK（C6T）、QPSK（C6T+L6T）更適用幹線網，對於16QAM-PS（C6T+L6T）更適用於區域網。

對於基於QPSK的80波400G幹線係統的技術進展，400G相幹光模塊方麵，分立C6T和L6T激光器可用；低噪聲光纖放大器，分立C6T和L6T可用
，長波長NF需改進

；波長交換WSS，分立C6T和L6T均可用
，C6T+L6T集成2024年可用；光係統，解決SRS，維係波道功率動態均衡，基本可行。

商用進展方麵，韋樂平介紹，中國電信目前幹線最大鏈路截麵容量121T，用400G擴容可以節約15%—20%的寶貴光纖資源和大量轉發器，100G資源2026年起逐步達到使用壽命。目前來看，2024年將實現試商用和商用，2025年實現規模商用，2026年大規模商用。

IP層和光層物理融合突破障礙

韋樂平介紹，IP層和光層融合的好處在於
，消除了大量背靠背灰光和獨立轉發器，降低了功耗、尺寸

、成本。統一了IP層(ceng)和(he)光(guang)層(ceng)的(de)管(guan)控(kong)和(he)監(jian)視(shi)，實(shi)現(xian)了(le)光(guang)層(ceng)開(kai)放(fang)。具(ju)備(bei)了(le)跨(kua)層(ceng)全(quan)局(ju)視(shi)野(ye)，可(ke)望(wang)更(geng)有(you)效(xiao)地(di)利(li)用(yong)兩(liang)層(ceng)資(zi)源(yuan)，規(gui)避(bi)無(wu)效(xiao)恢(hui)複(fu)和(he)衝(chong)突(tu)。簡(jian)化(hua)了(le)網(wang)絡(luo)架(jia)構(gou)，易(yi)於(yu)維(wei)護(hu)
，更(geng)快(kuai)適(shi)應(ying)外(wai)部(bu)變(bian)化(hua)。

IP層ceng和he光guang層ceng物wu理li融rong合he的de障zhang礙ai在zai於yu，目mu前qian路lu由you器qi和he光guang線xian路lu係xi統tong的de對dui接jie靠kao後hou者zhe的de大da量liang獨du立li光guang轉zhuan發fa器qi實shi現xian
，隨sui著zhe速su率lv的de持chi續xu提ti高gao
，這zhe種zhong分fen離li方fang式shi的de成cheng本ben也ye越yue來lai越yue高gao。十shi幾ji年nian前qian的de集ji成cheng努nu力li由you於yuDSP和光模塊尺寸太大，導致犧牲路由器麵板的端口容量
，得不償失，運營商不得不繼續沿用分離的老辦法。

隨著矽、矽光和DSP技術的進展，目前能將DSP和矽光模塊嵌入路由器標準端口（OSFP-DD），形成適用路由器和光線路係統的400G通用DCO光模塊，實現尺寸

、功耗
、性能、成本和互操作突破。適用於多種網絡邊緣接入技術（企業應用
、5G回傳和中傳、OLT、CMTS等）的低成本100ZR通用光模塊（QSFP28）也即將推出。

韋樂平表示，目前IP層和光層融合技術主要應用於城域網，幹線場景還有待突破。目前的主要挑戰是多廠家環境跨層控製的標準化、互操作
、利益格局的影響。另外

，運營商麵臨自主開發私有管控規範的自研能力

、時效


、運維的挑戰。

G.654E將是未來幹線主用光纖

韋樂平表示，G.654E光纖將成為未來幹線網的主用光纖。測試數據表明，對於速率將升級為400G的幹線，G.654光纖可望提升距離60%—80%。

對於單纖空分複用
，多芯光纖在兼容現有125μm包層前提下，僅能容納3-4芯，擴容3-4倍，但包括製造工藝、檢測
、維護等產業鏈幾乎需要重新設計和產業化。少模光纖靠大芯徑容納3—5個低階模，製造容易
，但麵臨高階模高衰減

、長距離傳輸模式耦合幹擾以及複用/去複用器挑戰。

另外，高密度大芯數光纜（多軌係統
，一纜多纖）最簡單易行，擴容潛力最大
，但需要集成化係統的配合。

值得一提的是
，韋樂平還看好空心光纖（HCF）。空芯光纖HCF）絕大部分信號功率走空氣通道，時延低33%；非線性至少低3-4倍，入纖功率高，傳輸距離長，容量大
，可望突破非線性香農容量極限。

同時，空心光纖潛在光纖損耗可望低於0.1dB/km

、譜寬大（約40THz窗口

，遠大於常規光纖）
、模場直徑大（約20μm
，高達40μm時仍無明顯彎曲損耗增加）。

不過空芯光纖也麵臨著多項成本、多項標準化
、仍涉及產業鏈重新設計和產業化等挑戰。

對於空心光纖的應用場景，韋樂平介紹在特定低時延應用（超算
、DCI
、海纜等場景）
，以及非通信應用（傳感、高功率傳遞
、特殊光源）等都有廣闊的應用空間。

FTTR-H目標1億中高端家庭

光接入和駐地網的新發展趨勢方麵，接入帶寬持續提升，目前全國寬帶端口11.18億
，光寬占96.3%，千兆端口數達2144萬，下一步50G PON，短期用於政企客戶2B應用，長遠衝擊100G/200G PON。

在政策支持，競爭驅動，以及技術和生態基本成熟的驅動下，FTTR發展迅猛。韋樂平表示
，初期將聚焦FTTR-H
，也就是家庭場景
，預計今年FTTR-H的用戶超過1000萬，長遠目標是1億中高端家庭，約500億元市場規模。

目前FTTR還存在一些挑戰，FTTR-H方麵主從設備希望解耦，新業務應用不足；FTTR-B還有待培育。

網絡的未來寄希望於光芯片創新

目mu前qian，全quan球qiu運yun營ying商shang都dou麵mian臨lin著zhe量liang收shou剪jian刀dao差cha的de局ju麵mian。韋wei樂le平ping指zhi出chu，降jiang低di量liang收shou剪jian刀dao差cha的de關guan鍵jian是shi大da幅fu降jiang低di網wang絡luo成cheng本ben，光guang通tong信xin成cheng為wei降jiang價jia最zui慢man的de領ling域yu，其qi中zhong光guang器qi件jian是shi瓶ping頸jing的de瓶ping頸jing，光guang芯xin片pian更geng是shi瓶ping頸jing的de立li方fang。原yuan因yin在zai於yu，摩mo爾er定ding律lv不bu適shi用yong以yi手shou工gong為wei主zhu的de光guang通tong信xin技ji術shu。

傳輸係統方麵，一個80波400G QPSK碼型的C6T+L6T波段的光傳輸係統，光器件成本大約占81%（含oDSP）

，800G和1.6T隻會更高。

核心路由器方麵
，400G核心路由器，光器件成本占15%，隨著容量提升，背板芯片互連、板卡互連都將光化，光域分量將繼續增加。

光接入方麵，隨著技術進步和大規模集采，10G PON光模塊成本占比下降至35%。未來50G PON、WDM-PON光模塊成本占比會更高。

交換機方麵，數據中心交換機的光模塊成本增速很快，在400Gb/s速率
，交換機的光模塊成本已經超過交換機本身，高達50%。

光係統對於光器件的總體要求是：高速率、高集成


、低功耗、低成本。韋樂平認為
，光子集成（PIC）是主要突破方向，其中磷化銦（InP）是唯一的大規模單片集成技術，矽光（SiP）是最具潛力的突破方向，可以將電域的CMOS的投資、設施

、經驗和技術用在光域。

另外，基於矽光的光電共封（CPO）是進一步降低功耗、提升能效、提高速率，適應AI大模型算力基礎設施發展的關鍵器件之一。

韋樂平總結道，網絡的未來寄希望於光器件
，特別是光芯片的技術創新。

ChatGPT近中期主要影響DCN

今年人工智能領域最火熱的話題就是ChatGPT。這一類AIGC大模型訓練可能需要在DC內為每個訓練POD單獨構建高速數據交換網平麵。

目前來看主要的技術要求包括高帶寬和低延遲/零丟包。高帶寬方麵
，服務器內GPU間總線帶寬達T比特級，服務器對外僅能提供200G×8的接入能力，是AI集群性能的瓶頸
；服務器間組網，國外多采用IB，性能好，但技術封閉，國內傾向用無損以太網RoCE。

低延遲/零丟包方麵，IB時延僅1us，而無損以太網RoCE在5到10us水平
，尚需努力。此外，丟包對傳輸效率影響很大

，需要近零丟包性能。

韋樂平表示，隨著多模態視頻到來，帶寬將有數量級增長
，屆時對DCN和DCI的影響需重估，甚至跨群跨雲的並行訓練必將到來。

在韋樂平看來，近中期ChatGPT主要影響DCN，對DCI和電信網的影響不大
，中長期光交換將是解決集群和跨群跨雲訓練性能和功耗的歸宿。

另外在數據中心領域有兩個討論比較多創新技術，包括光電共封裝CPO和線性直驅LPO
，目前的爭論也很多。

CPOjishudequdonglishisuizhechuanshusulvtisheng

，xinhaozaitongbodianlubandechuanshusunhaokuaisuzengjia，weiyouqudiaotongxian，cainengweixisulvdechixutishenghegonghaodedafujiangdi。buguo，muqianjishushangbuchengshu
，lianglvbugao
，weihubufangbian，biaozhunzhihou，shijijiangfuzaxingzhuanyizhijiaohuanxinpian，danqiqianlida
，zuishihe200Gb/s SerDes速率以上應用場景

，是實現未來高速、高密度
、低功耗光互連場景的中長期解決方案。

LPO的驅動力在於去掉光模塊DSP芯片（大約占400G光模塊的一半）可大幅降低功耗，將DSP功能集成到電交換芯片中，依然保持可熱插拔模塊的形態。可以在繼續利用成熟光模塊供應鏈前提下實現低功耗、低時延目的，但麵臨更高速率、更長距離傳輸的巨大挑戰
，當前的100Gb/s SerDes速率應用是近中期方案。

來源：光通信PRO

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