人民邮电报：骨干传输进入400G时代 有力支撑数字经济蓬勃发展
发布时间：2023-11-29 10:02:38 热度：941
11/29/2023，光纤在线讯，近年来，随着算力网络、物联网、数据中心等数字基础设施和创新业务应用的蓬勃发展，对网络的需求不断增长，催生了跨区域节点和中心间的大流量互联需求，推动骨干传输技术进一步演进升级。在此契机下，近年来400G骨干全光网技术被学术界和产业界广泛讨论，这一技术也被普遍认为是骨干传输网络未来发展的趋势。本期聚焦400G传输技术，探索未来光网络技术发展方向。
400G助力构筑网络时代的“光底座”
当前，随着人工智能、大数据、云计算等技术飞速发展及“东数西算”工程大规模建设，网络正经历着前所未有的变革。2008年前后，全光网概念在中国首次出现，建设全光网、全光城市成为全国各地的愿景。2013年起，100G OTN开始被广泛应用，至今使用时长已经达10年。然而，算力网络的核心要求是大带宽、低时延、广连接，以此实现网络无所不达、算力无所不在、智能无所不及。面对当下巨大的算力网络市场需求，传统的100G显然已无法满足用户相关业务的新需求。在此背景下，产业链各端都在积极推进技术、标准化等方面的迭代发展，为更高速率、更大容量、更低能耗的光网络寻求更加坚实的底座。而当前备受业界关注的400G被普遍认为是骨干网下一个重大变革性的代际技术，有望成为算力网络时代的“光底座”。
“数据表明，全球互联网流量每年以26％的速度持续增长；而互联网用户同样大量增长，使得海量5G互联设备、新型带宽密集应用出现。”在中国电信研究院院长张成良看来，目前的网络构架正发生着变化：CDN下沉、DCN新建、东西向流量增加。互联网显现以视频业务为主体，中端距城域网、数据中心流量超过长途骨干网的新特征。互联网业务的快速增长驱动了大容量传输技术的发展，下一代骨干网将采用400G QPSK@150GHz这一技术方案。
作为下一代骨干网的核心承载技术，400G与100G OTN相比，系统带宽提升了4倍，将传输“单车道”变成“四车道”，功耗节省10％以上，时延降低10％，相当于在“算网高速”铺设了一座“高架桥”，能够实现算力跨区域高效循环，真正做到以网强算。
目前，骨干光传输正在进入400G时代。400G产业链的完善和成熟，为400G的大规模商用提供了可能。同时，新波段、新器件、新光纤等全面支撑400G传输技术实现广泛应用。近年来，中国电信进行了多次400G长距以及现网传输的试验，同时全力推动骨干“全光网2.0”持续演进，充分验证了400G的传输能力。“中国移动已经确定400G技术的可用性，并将在今年年底启动400G产品集采，推动400G进入商用阶段。”中国移动研究院基础网络技术研究所所长李晗表示。
近年来，全国一体化算力网络、数据中心等数字基础设施加速建设，推动骨干传输技术进一步演进升级。今年10月，工信部等六部门联合印发《算力基础设施高质量发展行动计划》，提出加快400G/800G高速光传输网络研发部署，提升枢纽网络传输效率，这无疑为加速400G等高速光网络传输技术的发展注入了强大动能，也将为中长期面向算力的高品质、确定性运力网络构筑坚实的“光底座”，广大用户对算力网络传输智能高效、灵活敏捷、按需随选的迫切需求将有望在短期内变成现实。
基础电信企业积极推进400G OTN部署
算力需求激增，对运力提出了更高要求。400G全光运力底座能够实现大容量、低时延，目前基础电信企业正在积极推进相关技术、现网试点成熟完善。
中国电信方面，世界首条省际骨干全G.654E光缆（上海—金华—河源—广州光缆）已于2021年4月建成。中国电信利用该线路完成了业界首次在G.654E光缆上的400Gb/s超长距WDM传输商用设备现网试验，实现了超过1900公里的无电中继传输，验证了G.654E超低损耗及有效面积新型光纤的实际性能，证明其可有效提升系统传输性能、延长无电中继传输距离。2022年12月，广东电信联合华为打造了粤港澳大湾区首张400G全光运力网络，部署先进的全光交叉OXC、超高速400G、自动交换光网络ASON、iMaster NCE等解决方案，为韶关、广州、深圳三地提供超低时延、超大带宽、超高可靠、超强智慧、绿色低碳的高品质运力。
早在2018年，中国移动就启动了400G中短距离试点，2021年实现了1000公里400G传输。目前中国移动已经建成横跨浙江、江西、湖南、贵州四省的400G全光试验网并完成400G QPSK试验，预计2023年底准备启动相关的部署和实施。近期，中国移动发布《“九州”算力光网目标架构白皮书》，提出了“光电贯东西、一网通九州”的理念，《白皮书》提到可满足“东数西算、东数西备、东数西训、东数西渲”，并带来跨地域、跨层次、跨架构的海量数据调度需求，将推进400G QPSK（正交相移键控）技术成熟和产业链完善。按照中国移动公布的“九州”算力光网整体规划，2023年至2024年，推动算力枢纽节点按需部署400G OTN；2024年至2025年，推动所有算力枢纽节点全面部署400G OTN，同时按需引入其他大带宽技术；2025年以后，将推动按需部署800G OTN。
中国联通目前已经在浙江、河南、广东、山东等建设多个16QAM 400G新技术试验网，并与多家设备商进行现网试验。今年3月，浙江联通与中国联通集团研究院联合华为建成全国最大规模的400G OTN实验网，并基于该网络完成业务功能、保护倒换、应用场景等关键项目验证。中国联通在去年5月发布了《算力时代的全光底座白皮书》，其中超大带宽是重要组成部分。中国联通相关专家介绍，此次实验网后续频谱可平滑扩容到Super C120+Super L120波段，单纤容量可达48T，其结果表明400G s16QAM码型的商用已经走向成熟。
骨干网从100G向400G演进实则是传送网的5G发展。目前中国经济的发展驱动力已经转变到数字经济领域，结合国家“东数西算”战略布局，运营商积极推进400G OTN是现实要求，也是自身转向新的业务潮流的必然选择。
持续推进400G向商用发展
为光网络演进奠定坚实基础
随着新兴算力和AIGC等创新业务应用的蓬勃发展，对网络运力提出了更高的要求。全光运力作为信息网络基础的底座，为上层的业务应用提供了良好的承载。目前，100G是被广泛采用的最快的以太网连接，并且还在稳步增长，但是，随着流量持续增长，以及视频等大容量数据传输的需求增长，400G以太网将成为发展趋势。
近期，中国移动发布最长距离400G光传输现网技术试验网络，并提出加快推进400G高速光传输产业发展的倡议。此次400G全光网超长距光传输试验的成功验证了400G QPSK的技术性能，为后期商用化做好了技术准备，将助力算力网络实现400G高速互联，支撑“东数西算”等典型应用。中国移动研究院副院长段晓东表示，本次发布400G技术试验阶段性成果，提出了长距400G QPSK技术路线，是光传输技术从100G向400G代际演进的重要里程碑。今年是400G发展的重要元年，我们将与产业合作共同发力，持续推进400G向商用发展，并做好国产化布局，助力构建算力网络坚实底座，为算间流量增长保驾护航，高效支撑公司价值运营。
如今，骨干光传输正进入400G时代，近年来进行了多次400G长距的实验室以及现网传输试验，充分验证了其传输能力。综合比较后，400G PMQPSK被认为是更适用于骨干传输网络的技术选择，结合“C6T+L6T”超宽光谱，可以构建80波、单纤总容量达32Tbit/s的光传输系统。
据了解，400G主要用于算间网络传输，给网络运维带来了新的挑战：第一，过去算间网络更关注资源传输的连通性，现在要在连通基础上关注业务，这需要实现对网络可视、可管、可控、可调，才能时刻做到网随业动，给业务提供最优的路径，满足业务需求；第二，需要强化自动化能力建设，这与此前的AI能力主要为业务服务不同，从网络设备侧就要具有内生AI能力，保障网络调度从局部最优转向全局最优；第三，对运维人员的能力也提出了更高要求，需要维护人员在设备升级和技术升级方面更好地保证网络安全、稳定、优质运行。
“总的来说，400G是下一代骨干传输演进的必然选择。但以2024年作为400Gb/s系统部署的起始时间考虑，电信骨干光缆网将仍以G.652D光缆为主，需采用更高波特率的QPSK调制码型作为400G长距传输的技术选型。G.654E光纤在现网测试中部分性能优于G.652D光纤，使其可对400G应用提供助力。”中国电信研究院院长张成良总结道。
中国信息通信研究院标准所所长张海懿表示：“400G/800G技术已经成为业界关注的热点，各方都在积极推进技术产业、标准化等方面的迭代发展，为未来更高速率、更大容量、更低能耗的光网络的演进奠定了坚实的基础。”希望业界共同聚力全光运力技术创新和产业应用生态协同发展，有力支撑算力时代我国数字经济和新型工业化进一步发展。
展望未来，随着400G光模块的大规模部署，以及网络带宽和性能需求的不断增长，数据中心互联800G也将成为全新需求，将应用在超大规模数据中心、云计算及人工智能算力中心等。华为公司光系统首席专家张德江表示，在800G时代，光通信依然面临严峻的挑战，要想继续实现容量翻倍，基于“C6T+L6T”光系统，需要大量突破系统端到端的关键技术，实现系统容量向64T演进。
转自：人民邮电报
400G助力构筑网络时代的“光底座”
当前，随着人工智能、大数据、云计算等技术飞速发展及“东数西算”工程大规模建设，网络正经历着前所未有的变革。2008年前后，全光网概念在中国首次出现，建设全光网、全光城市成为全国各地的愿景。2013年起，100G OTN开始被广泛应用，至今使用时长已经达10年。然而，算力网络的核心要求是大带宽、低时延、广连接，以此实现网络无所不达、算力无所不在、智能无所不及。面对当下巨大的算力网络市场需求，传统的100G显然已无法满足用户相关业务的新需求。在此背景下，产业链各端都在积极推进技术、标准化等方面的迭代发展，为更高速率、更大容量、更低能耗的光网络寻求更加坚实的底座。而当前备受业界关注的400G被普遍认为是骨干网下一个重大变革性的代际技术，有望成为算力网络时代的“光底座”。
“数据表明，全球互联网流量每年以26％的速度持续增长；而互联网用户同样大量增长，使得海量5G互联设备、新型带宽密集应用出现。”在中国电信研究院院长张成良看来，目前的网络构架正发生着变化：CDN下沉、DCN新建、东西向流量增加。互联网显现以视频业务为主体，中端距城域网、数据中心流量超过长途骨干网的新特征。互联网业务的快速增长驱动了大容量传输技术的发展，下一代骨干网将采用400G QPSK@150GHz这一技术方案。
作为下一代骨干网的核心承载技术，400G与100G OTN相比，系统带宽提升了4倍，将传输“单车道”变成“四车道”，功耗节省10％以上，时延降低10％，相当于在“算网高速”铺设了一座“高架桥”，能够实现算力跨区域高效循环，真正做到以网强算。
目前，骨干光传输正在进入400G时代。400G产业链的完善和成熟，为400G的大规模商用提供了可能。同时，新波段、新器件、新光纤等全面支撑400G传输技术实现广泛应用。近年来，中国电信进行了多次400G长距以及现网传输的试验，同时全力推动骨干“全光网2.0”持续演进，充分验证了400G的传输能力。“中国移动已经确定400G技术的可用性，并将在今年年底启动400G产品集采，推动400G进入商用阶段。”中国移动研究院基础网络技术研究所所长李晗表示。
近年来，全国一体化算力网络、数据中心等数字基础设施加速建设，推动骨干传输技术进一步演进升级。今年10月，工信部等六部门联合印发《算力基础设施高质量发展行动计划》，提出加快400G/800G高速光传输网络研发部署，提升枢纽网络传输效率，这无疑为加速400G等高速光网络传输技术的发展注入了强大动能，也将为中长期面向算力的高品质、确定性运力网络构筑坚实的“光底座”，广大用户对算力网络传输智能高效、灵活敏捷、按需随选的迫切需求将有望在短期内变成现实。
基础电信企业积极推进400G OTN部署
算力需求激增，对运力提出了更高要求。400G全光运力底座能够实现大容量、低时延，目前基础电信企业正在积极推进相关技术、现网试点成熟完善。
中国电信方面，世界首条省际骨干全G.654E光缆（上海—金华—河源—广州光缆）已于2021年4月建成。中国电信利用该线路完成了业界首次在G.654E光缆上的400Gb/s超长距WDM传输商用设备现网试验，实现了超过1900公里的无电中继传输，验证了G.654E超低损耗及有效面积新型光纤的实际性能，证明其可有效提升系统传输性能、延长无电中继传输距离。2022年12月，广东电信联合华为打造了粤港澳大湾区首张400G全光运力网络，部署先进的全光交叉OXC、超高速400G、自动交换光网络ASON、iMaster NCE等解决方案，为韶关、广州、深圳三地提供超低时延、超大带宽、超高可靠、超强智慧、绿色低碳的高品质运力。
早在2018年，中国移动就启动了400G中短距离试点，2021年实现了1000公里400G传输。目前中国移动已经建成横跨浙江、江西、湖南、贵州四省的400G全光试验网并完成400G QPSK试验，预计2023年底准备启动相关的部署和实施。近期，中国移动发布《“九州”算力光网目标架构白皮书》，提出了“光电贯东西、一网通九州”的理念，《白皮书》提到可满足“东数西算、东数西备、东数西训、东数西渲”，并带来跨地域、跨层次、跨架构的海量数据调度需求，将推进400G QPSK（正交相移键控）技术成熟和产业链完善。按照中国移动公布的“九州”算力光网整体规划，2023年至2024年，推动算力枢纽节点按需部署400G OTN；2024年至2025年，推动所有算力枢纽节点全面部署400G OTN，同时按需引入其他大带宽技术；2025年以后，将推动按需部署800G OTN。
中国联通目前已经在浙江、河南、广东、山东等建设多个16QAM 400G新技术试验网，并与多家设备商进行现网试验。今年3月，浙江联通与中国联通集团研究院联合华为建成全国最大规模的400G OTN实验网，并基于该网络完成业务功能、保护倒换、应用场景等关键项目验证。中国联通在去年5月发布了《算力时代的全光底座白皮书》，其中超大带宽是重要组成部分。中国联通相关专家介绍，此次实验网后续频谱可平滑扩容到Super C120+Super L120波段，单纤容量可达48T，其结果表明400G s16QAM码型的商用已经走向成熟。
骨干网从100G向400G演进实则是传送网的5G发展。目前中国经济的发展驱动力已经转变到数字经济领域，结合国家“东数西算”战略布局，运营商积极推进400G OTN是现实要求，也是自身转向新的业务潮流的必然选择。
持续推进400G向商用发展
为光网络演进奠定坚实基础
随着新兴算力和AIGC等创新业务应用的蓬勃发展，对网络运力提出了更高的要求。全光运力作为信息网络基础的底座，为上层的业务应用提供了良好的承载。目前，100G是被广泛采用的最快的以太网连接，并且还在稳步增长，但是，随着流量持续增长，以及视频等大容量数据传输的需求增长，400G以太网将成为发展趋势。
近期，中国移动发布最长距离400G光传输现网技术试验网络，并提出加快推进400G高速光传输产业发展的倡议。此次400G全光网超长距光传输试验的成功验证了400G QPSK的技术性能，为后期商用化做好了技术准备，将助力算力网络实现400G高速互联，支撑“东数西算”等典型应用。中国移动研究院副院长段晓东表示，本次发布400G技术试验阶段性成果，提出了长距400G QPSK技术路线，是光传输技术从100G向400G代际演进的重要里程碑。今年是400G发展的重要元年，我们将与产业合作共同发力，持续推进400G向商用发展，并做好国产化布局，助力构建算力网络坚实底座，为算间流量增长保驾护航，高效支撑公司价值运营。
如今，骨干光传输正进入400G时代，近年来进行了多次400G长距的实验室以及现网传输试验，充分验证了其传输能力。综合比较后，400G PMQPSK被认为是更适用于骨干传输网络的技术选择，结合“C6T+L6T”超宽光谱，可以构建80波、单纤总容量达32Tbit/s的光传输系统。
据了解，400G主要用于算间网络传输，给网络运维带来了新的挑战：第一，过去算间网络更关注资源传输的连通性，现在要在连通基础上关注业务，这需要实现对网络可视、可管、可控、可调，才能时刻做到网随业动，给业务提供最优的路径，满足业务需求；第二，需要强化自动化能力建设，这与此前的AI能力主要为业务服务不同，从网络设备侧就要具有内生AI能力，保障网络调度从局部最优转向全局最优；第三，对运维人员的能力也提出了更高要求，需要维护人员在设备升级和技术升级方面更好地保证网络安全、稳定、优质运行。
“总的来说，400G是下一代骨干传输演进的必然选择。但以2024年作为400Gb/s系统部署的起始时间考虑，电信骨干光缆网将仍以G.652D光缆为主，需采用更高波特率的QPSK调制码型作为400G长距传输的技术选型。G.654E光纤在现网测试中部分性能优于G.652D光纤，使其可对400G应用提供助力。”中国电信研究院院长张成良总结道。
中国信息通信研究院标准所所长张海懿表示：“400G/800G技术已经成为业界关注的热点，各方都在积极推进技术产业、标准化等方面的迭代发展，为未来更高速率、更大容量、更低能耗的光网络的演进奠定了坚实的基础。”希望业界共同聚力全光运力技术创新和产业应用生态协同发展，有力支撑算力时代我国数字经济和新型工业化进一步发展。
展望未来，随着400G光模块的大规模部署，以及网络带宽和性能需求的不断增长，数据中心互联800G也将成为全新需求，将应用在超大规模数据中心、云计算及人工智能算力中心等。华为公司光系统首席专家张德江表示，在800G时代，光通信依然面临严峻的挑战，要想继续实现容量翻倍，基于“C6T+L6T”光系统，需要大量突破系统端到端的关键技术，实现系统容量向64T演进。
转自：人民邮电报
