4月26日消息（岳明）昨天，作为“2024中国光通信高质量发展论坛”的重要专场论坛，“400G开启光传送网新时代”线上研讨会顺利召开。会上，诺基亚贝尔基础网络业务集团光网络事业部首席架构师吕名扬应邀作了题为《光传送网的代际节点和演进路线》的主题演讲。
吕名扬指出，从产品端来看，无论是从应用速率还是从波特率来看，全球相干产品更高速率的出货数量都在增长。可以说，在短暂低谷之后，2023年全球光网络市场重新开启了新一轮发展周期。与移动通信存在明确的代际演进特征不同，光网络并没有明确的代际特征，但“从速率来看，400G已经完全成熟，400G将开启下一代光网络的建设周期。” 如何进行光传送网的代际区分和规划将是业界未来的重要课题。
吕名扬表示，作为诺基亚唯一在华运营平台，诺基亚贝尔积极参与 “启航行动”中的未来网络产业。特别是在未来网络产业中的下一代光网络任务方向上，聚焦低功耗/高集成度/高符号速率的光电技术，以及超大容量长距离光传输系统技术两个领域，进行了深入研究，积极推动产业与应用落地。
光网络代际划分需要新指征
2016年，采用14纳米的CMOS DSP制程面世，波特率为60Gbaud，采用QPSK调制格式，网络传输速率可以实现200Gbps。这一代产品同时具备了400G传输的潜力(16QAM调制格式)，这也是业界最早出现的400G产品，但距离是受限的，只能应用在城域等短距场景。
2019年，采用7纳米的CMOS DSP制程面世，最高波特率达到了90Gbaud，采用QPSK调制格式，可以实现300Gbps的传输速率；但如果采用16QAM PCS调制，虽然相比于16QAM净传输速率略微下降，但传输距离得到极大增强，可以实现千公里的400G应用。
2023年，全球所有主流厂商都陆续发布基于5纳米工艺，120Gbaud的产品，采用QPSK调制格式，可以实现干线级别400G的超长距离应用。三代400G技术的持续演进，补全400G所有的应用场景，也标志着400G建设周期进入到新阶段。
400G并不是终点，业界开始广泛讨论下一代光网络的标志速率将会是800G还是1.6T。从芯片角度来看，90Gbaud的产品就可以支持800G应用，但传输距离受限；采用5纳米制程支持的120Gbaud产品，同时采用16QAM PCS调制，就可以实现800G千公里级别的传输。如果采用3纳米工艺下的180Gbaud产品，通过PCS调速技术略微降低传输效率将可以实现更远距离的800G传输。而如果使用QPSK调制格式实现800G，将需要240Gbaud的光电器件，目前业界仍没有可行的技术路线。
400G对应了三代技术，而800G将对应超过4代技术，由此可见，调制格式、波特率以及速率划分方式高度耦合的情况在800G时代已经不再通用。在未来高速光网络的演进过程中，作为划分标准的传输速率，已经不是合适的指征。“我们认为符号速率，或者叫单波的波特率，因与DSP的制程和光电器件带宽有强相关性，是非常合适的光网络代际划分指征。”
降本增效：下一代光网络商业化路径
光网络的代际演进，究竟为网络带来了什么？
吕名扬认为，无非是有两个需求，一个是降本，一个是增效。
降本方面，重点关注降低器件成本，单比特成本以及单比特功耗。细分来看，器件成本主要包括DSP芯片、光电芯片以及生产成本。其中，DSP芯片的商业进程非常快，而且有很强的规模效应，随着出货量的快速增长，成本会快速摊薄。
对于光模块而言，光电芯片成本占比超过70%；光电芯片成本之所以居高不下，主要是因为其以模拟芯片居多，很难受益于CMOS成熟商业化的规模效应，而且本身会有更高的研发成本以及更高的生产成本。垂直整合将会成为优化光电芯片成本的重要路径，采用自研而不是外采的方式来降低光电器件成本，同时通过更为先进的集成工艺，可以实现产品的整体造价最优。
从功耗角度来看，DSP是光模块功耗的核心，诺基亚贝尔推出了自研PSE系列的DSP芯片，并针对干线和城域应用推出不同款芯片，对传输侧和接受侧的算法进行优化，持续优化DSP性能与功耗。
增效方面，即便产业界在不断提升集成度，但以QPSK调制格式为参照，芯片和DSP算法能带来的性能提升已经越来越有限，进一步逼近香农极限。
如何让光网络释放更大的价值，吕名扬认为至少有两个方向：基于AI/ML的网络自动化和数字孪生，进一步提升运维/智能化管控；基于通感一体提升网络附加值。
吕名扬援引新质生产力的公式解释道，新质生产力=（科学技术+生产要素+产业）×（劳动力+劳动工具+劳动对象）。其中，DSP代际演进、大带宽光电技术、集成技术可以看作是科学技术；而数字孪生、网络智能化则是生产要素；通感一体则说明光网络不仅仅可以进行通信功能，还可以创造新经济。从劳动工具维度来看，AI则是下一代光网络的必然选择。
“对于AI而言，无论算法多么智能，数据一定是基础。”吕名扬表示。所以，诺基亚贝尔采用了基于Streaming Telemetry的开放管控体系，相比于以往的网络管控工具，Streaming Telemetry可以实现秒级的数据采集，这就为网络管控带来了非常丰富、精确的数据，助力用户将数据转化为实实在在的利润，比如网络运维成本的降低，网络可用性指标的提升等。
除了网络智能化之外，通感一体也是业界关注的重点。“光纤本身作为一种物理介质，它可以感受到外部环境的变化，通讯设施可以用作更多传感的用途。对于下一代光网络而言，通感一体是非常大的亮点，可以实现光网络的业务转型，为光缆的拥有者带来更多的利润。”
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