中国移动张德朝：单载波400G使能下一代OTN网络

当今社会，算力逐渐成为推动人类生产生活和全社会治理方式变革的原动力，一个以算力为核心生产力的时代加速到来站在算力时代的起点，中国移动积极探索和深入实践，着力打造以5G+算力网络+智慧中台为重点的新型信息基础设施

在今天举行的2022中国光通信高质量发展论坛mdash，mdash，400G技术专场上，中国移动研究院基础网络技术研究所副所长张德朝表示，算力网络在架构，带宽，业务，时延等方面对光传送网提出新的需求，光网络需转型升级构建承载算力的光底座。

张德朝进一步表示，单载波400G是下一代OTN网络实现超大容量的使能技术相关关键技术，器件及芯片逐步成熟，助力骨干网由100G到400G的代际演进

业务驱动骨干网技术代际演进

张德朝介绍，算力网络的愿景是泛在协同，融合统一和一体共生，这对承载算力的光底座mdash，mdash，光传送网提出更高要求:在架构方面，数据中心东西互访需求增加，流量流向相对集中，需优化网络架构和组网方案，最优采用一跳直达连接，提升质量，在带宽方面，流量急剧上升，在时延方面，全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案要求单向网络时延在 20 毫秒范围内，需统筹规划构建全国低时延圈，在业务方面，算和网之间的资源快速联动，对于高等级业务光传送网需要智能化感知业务时延，带宽，QoS等需求提供端到端服务。800G还有很多关键技术没有突破，包括实验室的核心器件还在研究中。

面向算力网络时代业务和网络发展的新特点和新需求，中国移动围绕算力全光高速互联，算力与光协同联动，提出新一代基于OXC的光电联动型全光网架构张德朝强调，提升单载波速率是下一代骨干传送网深度匹配入算业务，算间业务对于基础网络带宽增长需求的关键举措

中国移动已经建成全球最大的100G OTN网络，并持续对超100G技术进行研究和验证，部分区域已部署200G2014年首次200G试点测试610公里，2017年率先实现200G 16QAM商用，2018年完成200G1539公里，400G600公里试点，2020年率先部署200G QPSK，2021年实现400G传输能力由600公里提升至1000公里，推进干线速率由100G向400G的代际演进

超400G光传输关键技术进展

单载波400G是继100G后的下一代OTN基础传输速率，目前国内外标准组织已开展相关系列标准制定CCSA已完成长距400G光模块，系统2大核心标准立项，主流国际标准组织已完成中短距400G标准制定，并已启动800G研究

张德朝介绍指出，相比100G，400G面临调制格式，波段范围，光纤设施等全方面的技术革新。预计800G应用于商用还有很长的路要走。

其中，调制格式是超高速传输的最关键技术，直接决定系统的技术方向面向多种竞争方案，收敛调制格式是400G面临的首要问题综合考虑传输性能，成本和产业发展，骨干网和城域网至多应用两种调制格式中短距传输已收敛至16QAM75GHz，业内已有成熟产品，满足部分省内干线，城域和DCI等应用场景，长距传输将多种潜在竞争调制格式及不同通道间隔方案收敛至16QAM—PCS100GHz及QPSK150GHz两种，需进一步研究后方可明确技术选择和应用场景

张德朝介绍，400G 16QAM—PCS技术已基本成熟，在满足工程余量的前提下，实现400G从600km城域传输能力到~1000km骨干传输能力的跨越400G 16QAM—PCS系统采用G.652.D+EDFA实现~1000km传输，G.654.E+EDFA提升至1300km/1700km以上，使用拉曼混合放大，同距离G.652.D提升ONSR可提升2.3~3.3dB， G.654.E提升3.0~4.5dB，40波/60波点对点系统传输能力已可基本满足骨干需求，OTU，OA，WSS 等80波系统及OXC组网关键器件已支持C4T+L4T，可进一步评估证80波16QAM—PCS100GHz传输能力

400G QPSK技术也已取得突破进展:一方面，优化400G QPSK传输方案并完成实验室离线系统验证，沿用常规EDFA放大+G.652.D，首次实现满足工程余量前提下的2000km传输，另一方面，验证了128GBaud调制器等高速率光电核心器件及DSP算法的成熟度，后续将进一步推动先进制程工艺DSP研发，预计年底具备预商用产品测试能力。作为设备厂商的代表，白中强认为，整体来看，400G的关键技术正在突破，预计1-2年左右达到试商用水平。。

在载波调制方面，业界存在单载波调制与数字子载波调制两条技术路线，单载波方案更具优势单载波与数字子载波研究与验证表明，两种方案传输性能相近，但在OXC组网下具有显著的滤波代价差异经过10级WSS，单载波方案滤波代价0.32dB，数字子载波方案滤波代价1.66—1.75 dB

在频谱范围扩展方面，80波系统是OTN骨干网基本需求但现有C6T波段不能满足400G 80波长距离系统需求，需要扩展波段至C+L张德朝指出，调制格式的选择及应用直接决定波段扩展的范围:QPSK的波特率为~130GBd，波道宽度达137.5GHz或150GHz，80波系统需将波段扩展至C6T+L6T，16QAM—PCS的波道宽度为100GHz，80波系统需将波段扩展至C4T+L4T，若考虑与QPSK共光层，则建议将波段扩展至C6T+L6T

在新型光纤系统方面，中国移动优选国内起步早，进展快的弱耦合少模技术开展研究该方案既支持各空间信道使用直检方案，又可以使用较低阶数的MIMO实现高速相干传输，能够兼容现有单模设备，适用场景广泛据介绍，中国移动已完成全球首个三模实时弱耦合模分传输系统，传输距离提升3倍，创造了业界纪录此外，中国移动首次提出少模光纤中各LP模式的模内DMD概念，分析并给出模内DMD成因理论模型，对模内DMD效应损伤进行了理论分析，并设计模内DMD测量方案，完整参数精准测量

张德朝进一步介绍，中国移动已经开展800G前沿技术研究，并首次实现单载波800G 1000km传输基于~90GBd的800G系统仍不是长距传输的理想方案，须采用更高波特率来降低传输损伤具体而言，基于90GBd的64QAM—PCS单载波800G，采用G.654.E+混合放大，实现1000km+极限传输，基于95GBd的64QAM—PCS 800G，采用G.654.E+拉曼放大，实现2000km+极限传输此外，C+L波段不能满足80波800G系统需求，需要加快对新波段的研究，包括放大器，相应波段光纤传输性能，截止波长等

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