中国联通王光全:400G WDM系统商用需要解决规建维营方面的难题

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2023-11-10 15:25
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11月9日,400G/800G与全光网发展研讨会在北京举办,中国联通研究院总师王光全在会上分享了中国联通400G技术测试,800G的技术现状和相关试验。王光全表示,从城域到省干到国干,应综合考虑光纤资源和业务需求,结合现网局站设置和光纤质量等因素选择400G系统建设方案。关于800G,应优先从城域网开始应用,与400G长距离共用产业链,等待更高波特率产业链成熟。

光网络将向400G及更高速率演进

“全光网络是新型数字基础设施的基础底座。”王光全表示,“东数西算”战略正在驱动算力网络快速发展,建设节奏分为三个阶段:第一阶段是2021~2023年,建设枢纽数据中心,实现绿色先进、东数西存;第二阶段是2024~2025年,建成东西部直连网络,实现东数西算、一体化调度;第三阶段是2026之后,建成数据交易市场,实现数据要素高效流通。

据了解,面向AI的算力网络将各地分布的智算中心节点联接起来,构成感知、分配、调度的智能算力网络,更好地汇聚和共享算力、数据、算法、模型等资源,满足超智算新业务需求。而智能算力网络由智能算力广域网和智能算力局域网(智算中心网络)组成,智能算力网的广域网部分包括算力接入网、算力互联网。算力互联网采用全光承载底座,满足高速安全承载需求;算力接入网采用IP+光承载,满足多样化的接入需求。

“今年启动400G的技术研究和网络规划非常有必要,对未来运营商业务的发展具有较大的影响。”在王光全看来,从城域到省干到国干,应综合考虑光纤资源和业务需求,结合实际的局站设置和光纤质量等因素选择400G系统建设方案。

中国联通全面承接国家“东数西算”工程,构筑全光底座,面向各种云业务提供超大带宽、超低时延、安全可靠的超强运力。

中国联通完成多项400G技术测试

值得一提的是,中国联通已经完成多项400G技术测试。针对数据中心互联的400G模块化波分系统,在实验室中标准等跨段系统测试中,实现采用可插拔光模块的400G系统支持5x80km/22dB传;在洛阳现网开展模块化波分测试,在现网完成了300+km的系统测试,已开通400G波长传输业务。

2023年上半年,中国联通在浙江、广东、河南、山东四省分别完成华为、烽火通信、中兴通讯和上海诺基亚贝尔四个厂家的可商用的PCS-16QAM 400G实验网测试,充分验证传输性能和系统功能。其中,验证了7nm工艺制程的DSP芯片可以满足实际开通长途C+L高速400G WDM传输的工程设计要求;PCS 16QAM可满足省内干线和城域核心节点之间的传输;400G(PCS-16QAM)板卡单位比特功耗较100G/200G板卡,可实现50%左右的功耗降幅。

据了解,在完成PCS-16QAM新技术试验后,2023年下半年,中国联通正在实验室开展基于400G QPSK的新技术测试验证,即将启动400G QPSK的新技术试验网建设,进一步验证技术成熟度和功能完备性。

100G系统向400G系统演进有三大挑战

王光全表示,从100G到400G的过渡,还有很多技术挑战,主要有三个层面。

一是光层架构,从C波段(一套)到C+L波段(两套)给网络运维能力带来新的挑战;二是填充波管理,为了400G系统稳定以及后期平滑扩容,利用WSS和宽谱平坦ASE噪声光在将整个频谱全部填充满;三是光系统优化,C6T+L6T 12THz超大谱宽系统、SRS导致功率转移、C波段和L波段光放增益/噪声系数不一致等问题,都需要进一步优化。

在400G频谱扩展系统中,如何实现更大频谱范围的高效平坦低噪声增益光放大器是关键问题。王光全表示,为了支持C+L 12THz的超宽谱传输,光放大器的带宽需要支持到1626nm,而业界目前已经商用的EDFA在波长超过1610nm之后遇到巨大困难,放大效率急剧劣化,因此需要优化在长波段的性能,满足大增益和低NF的需求。

喇曼光纤放大器等效噪声指数低,可达0dB以下,比EDFA的噪声指数低4.5dB左右,显著改善系统接收OSNR,延长无电中继传输距离,但安全问题需要重视。王光全认为,产业界要加强对于喇曼放大器技术应用优势、问题及解决方案的讨论,加强对运维人员的培训,降低喇曼放大器故障对传输系统产生的影响,后续在超高速系统中逐步引入喇曼放大器。

“客户侧100G接口继续规模应用,400G将成为超100G客户侧主要接口。”王光全表示,光网络同时要考虑用于域间互联的400G OTN接口,需要光模块支持以太网/OTN双速率,ITU基于单通道100G PAM4的400G OTN应用接口即将在2024年完成。

中国联通启动城域800G WDM应用探索

在400G快速发展的同时,中国联通于2021-2022年开展了多个800G现网试点测试:穿通过2个ROADM/OXC节点;传输距离约100+km;支持2-3段的传输;100GHz通道间隔,背靠背OSNR在26-27dB左右,且对传输链路反射的容忍度降低。

王光全表示,当前采用90~100G波特率光电器件、基于PCS-64QAM调制是目前800Gbit/s较为成熟的方案,可以支持城域内较短距离传输以及数据中心互联等应用场景。国内外运营商和设备厂商等也联合开展了多次800Gbit/s技术试验验证。未来将基于130G波特率的芯片器件,开展城域和省内800G应用。

“800G与当前400G系统共享产业链(90+G,130+G),可满足城域及省干应用需求;面向骨干网长距离应用的800G,需要等待更高波特率的DSP芯片和光电器件成熟。”王光全透露,中国通信标准化协会和ITU-T正在准备启动800G相关标准研究,促进产业链成熟。

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