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2024/6/21 10:02

中国电信张成良:400G可实现全场景覆盖,空芯光纤引领颠覆性变革

C114通信网  水易

C114讯 6月21日消息(水易)近日,在“2024中国光网络研讨会”上,中国电信研究院院长张成良表示,大模型时代,算力需求从线性增长变为指数级增长。破解算力发展难题,“芯片、软件、网络”需要共同发力,其中“以网补算”是当前国际格局和产业环境下中国最具优势的发力点。

张成良指出,作为建设网络强国和数字中国、维护网信安全的国家队主力军,中国电信积极推进“云网融合”发展战略,提出并践行全光2.0理念,深度赋能大带宽、低时延、高可靠的数据连接,开始全面进入400G时代,为算力网络提供坚实的全光网络底座,助力实现高品质智算互联网络。

400G可实现全场景覆盖,向更高速率发展

“光网络的发展一直在传输距离和传输效率之间寻找均衡。”张成良介绍,400G经过三代发展已基本成熟,可覆盖DCI到超长距骨干网全场景,是构建中长期、面向算力的高品质、确定性运力网络的坚实光底座的重要技术基础,是未来10年的骨干网络技术大代际。

张成良表示,扩展C+L波段是400G重要技术特征,助力400G系统单纤容量提升。目前扩展C+L波段技术产业仍在发展之中,一体化扩展C+L器件可以实现真正全波段全光交换,能够进一步提升网络效率。不过,一体化器件的全部成熟还需一段时间,WSS业界成熟度高,但模块与放大器一体化难度仍然较高,因此网络建设宜根据实际需求及产业链成熟度逐步推进。

400G之后,WDM系统继续向高速率(800G/1.2T)发展。张成良介绍,目前800G发展进程较快,基本重用400G DSP芯片产业链,在保留标准工程余量的情况下,可支持约600km的传输距离,应用场景可覆盖DCI与城域网传输。不过,面向未来,800G全光传输系统需进一步突破高带宽光电器件、高性能DSP芯片、系统总体性能优化,逐步过渡至全场景应用覆盖。

当前,中国电信正在积极推进800G现网试点实验,基于中国电信现网传输链路,采用一体化WSS,实现800G C6T+L6T 1200km传输,容量最大可达64Tbit/s。张成良介绍,随着800G器件与模块性能的提升,未来800G应用场景将进一步扩展,助力算力集群高品质互联。

对于1.2T,目前受限于模块性能,仅可用于数据中心互联。中国电信正在基于最新一代的1.2T技术,采用C波段6THz与L波段6THz方案,实现数据中心大容量光互联,容量最大可达96Tbit/s。

向更高速率升级的同时,容量需求持续提升,S波段成为下一代光传输网络有效的传输波段。目前,S波段产业当前尚在发展之中,大容量传输需综合考虑光放性能、系统功率管理机制以及系统级性能优化。

据张成良介绍,中国电信完成S+C+L多波段大容量传输实验,实现S+C+L多波段高达17THz的超大通信带宽,波段范围覆盖1483—1627nm。同时,结合S/C/L三波段光纤损耗和功率转移特性,提出通过符号速率、通道间隔、调制码型的自适应匹配,最大化频谱效率的方案。此外,采用业内先进的光电合封技术,单波信号波特率超130GBd,比特速率达到1.2Tbit/s,大量节省光电组件的数量。

空芯光纤潜在性能优异,积极推进工程应用

光纤作为光网络基础设施的核心组成部分,扮演着至关重要的角色。光网络向更高速率升级演进的同时,也需要并行推进新型光纤的发展。张成良介绍,目前业界对于新型光纤的研究热点包括空分复用(SDM)光纤和空芯光纤等。

对于空分复用(SDM)光纤,主要有多芯光纤、少模光纤、多芯少模光纤三种类型。目前多芯光纤已全面进入现网验证阶段,国内外在海洋和陆地场景已部署/计划部署,标准的研究课题处于立项讨论阶段。

张成良介绍,中国电信基于SDM光纤实现多场景系统验证,通过利用4芯光纤、7芯光纤分别完成了数据中心内部互联、数据中心间互联场景验证。结果表明,弱耦合光纤与单模光纤传输性能相近,千km级实验室传输串扰几乎无影响。

不过,张成良表示,多芯光纤走向应用还需解决FIFO,熔接,放大等工程问题。目前来看,FIFO器件损耗、熔接损耗与时间等因素限制了多芯光纤在陆缆中应用,仍需进一步优化。另外,纤芯放大需多个泵浦源,成本、体积、功耗没有明显提升。

在谈到空心光纤(HCF)时,张成良指出,空心光纤以空气为传输介质,折射率比实芯光纤低、接近真空,同时具有低非线性、低色散和低损耗特性。与传统单模光纤相比,非线性低3-4个数量级,可以支持更多波段甚至全波段传输;色散小约10倍;损耗理论可达0.1dm/km;与此同时延迟也降低约30%,相同时延圈传输距离相差1.5倍。

当然,空芯走向实际应用还需解决多项工程问题,例如提升光纤、光缆制备工艺,降低光缆损耗、成本,提升批量供货能力。另外,空芯光纤在国内现网环境下工程部署和运维无先例,需要结合国内实际现网情况,针对性改善部署运维技术。

在此次光网络研讨会期间,中国电信联合长飞公司、中兴通讯和华信设计院发布了全球首个单波1.2Tbit/s、单向超100Tbit/s、传输距离达20km的空芯光纤光缆传输系统现网示范工程,标志着国内产业界在探索光通信前沿技术、构建面向智算场景的通信基础设施方面迈出了重要步伐。

“空芯光纤是革命性的变革。”张成良表示,一旦解决了实用化和工程化问题,整个光通信会进入另一个时代,中国电信将积极推动其走向实际工程应用。

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