中国移动李晗:加速推动400G QPSK技术成熟,并在骨干长距传输商用
在今天举行的“中国移动算力网络400G全光网技术试验阶段总结暨产业推进研讨会”上,中国移动集团级首席专家、中国移动研究院基础网络技术研究所所长李晗表示,算力网络是中国移动一体发力“两个新型”的重要基础,而光网络是算力网络的重要基础和坚实底座,也是中国移动算力网络创新试验示范网CFITI的重要内容。
李晗进一步介绍,算力网络的核心要求是大带宽、低时延和三个“无所”(网络无所不达、算力无所不在、智能无所不及),因而需要400G大管道、OXC全光组网和SDN+SRv6。其中,400G是指单波长能够承载400G类型业务的传输技术。
(资料图片仅供参考)
5年实践,锁定400G QPSK长距骨干方案
对于光传输网而言,400G物理层速率需要加上27%的开销,所以线路侧总速率实际达到526~534G之间。在2018年,中国移动基于64或67波特率光器件,采用偏振复用后速率视线翻番,但为了达到500G+传输容量还需要提升4倍,因而采用16QAM成为必然选择。其波道间隔为75GHz,总谱宽6THz,但是传输距离只能达到600公里。
李晗指出,满足干线上千公里传输的理想选择是引入PCS概率星座整形技术,总体效益可以提升2.5-3dB,但是PCS技术要求光模块波特率从60GBd提升到90GBd,并且在算法非常复杂。
中国移动经过5年推动,目前16QAM-PCS技术已经成熟。然而,随着近两年800G技术兴起,要求采用130+GBd的光模块,这也为400G提供了另外一个选择,也就是不需要16QAM,而是采用QPSK进行传输。类似于“5G技术4G化”,130+GBd的800G技术在400G应用是“异曲同工”。QPSK技术理论上传输距离可达几千公里,但是要求波道间隔达到150GHz,总谱宽12THz。
对于400G技术路线的选择,李晗认为,首先考虑性能满足应用需求,其次是产业支持度好、技术生命周期长,第三是自主可控、降低风险。“只要高波特率光电器件能够实现自主可控,解决130GBd技术难点,QPSK将是更好的长距骨干方案。”
5616km,400G QPSK实时现网极限传输
历经5年4次实验室验证和2次现网试点,中国移动已就400G进行持续性的系统研究和攻关。2018年-2021年11月,中国移动主要基于16QAM重点推动PCS;2021年12月至今,推动QPSK走向成熟。李晗强调,QPSK传输距离优势显著,但仍需要经过现网真实场景的检验,以及推动~130GBd光电器件的成熟,以及C6T+L6T,尤其是L波段EDFA、WSS/OXC的成熟。
从2022年11月至今,中国移动已经开展浙江宁波←→贵州贵安400G QPSK现网试点,单向长度2808km,跨段数45个,途经浙江、江西、湖南、贵州四省。主要考量因素包含以下几个方面:一是保留光纤维护余量。贴近真实现网,根据设计院指导,全部往返90个光放段均预留了光纤光缆维护余量(0.06dB/km)与接头余量(0.5dB/个)。二是非等跨大衰耗真实跨段。以EDFA为主,部分大跨段采用拉曼+EDFA。三是多波调谐配置。1个可调谐真波+39个填充波,遍历C6T波段验证各通道性能。四是算力网络业务。链路打通后,加载算力网络业务,进行基于400G全光组网的算力网络业务承载验证。
现网试点测试结果表明,实测QPSK背靠背OSNR容限15.8dB,相比16QAM-PCS提升1dB,2000km传输后整体提升超2dB;完成5616km 400G QPSK实时现网极限传输,仍有2.2dB OSNR余量;完成2808km C6T各通道性能遍历,平均余量4.67dB,C6T满波可用;本次试点创造了在现网G.652D光纤预留充分维护余量情况下,400G传输距离世界纪录。
李晗同时指出,在测试过程中以及前期研究均发现,400G QPSK也存在一些特有的挑战,随着频谱扩展至12THz C6T+L6T后,受激拉曼散射效应(SRS)带来的功率转移问题凸显,给运维带来了挑战,应对各波长入纤功率和逐跨放大分别严格控制,依靠仿真与智能控制相结合,实现光网络数字孪生,一键下发无需逐段手工调节,运维无感知。
演讲的最后,李晗提出400G技术和产业推进倡议:一是加速推动400G QPSK技术成熟,并在骨干长距传输商用;二是加速推动~130GBd光电器件规模商用进程,并收敛具体波特率数值;三是持续提升oDSP自主可控能力,并进一步向绿色、低功耗演进;四是加速推动光层器件从C波段向L波段拓展,全面支持12THz光谱宽度,包括ITLA、CDM、ICR、EDFA及WSS等;五是提升智能规划及自动化均衡能力,克服SRS带来的功率转移影响;六是推进G.654E超低损耗光纤支持更低截止波长,并加快部署;七是加速拉曼等新型线路放大技术成熟和应用,克服大跨段和超长距覆盖难题。
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