未來已來，400G開啟網絡新紀元

  近日，工業和信息化部、中央網信辦、教育部、國家衛生健康委、中國人民銀行、國務院國資委等六部門聯合印發《算力基礎設施高質量發展行動計劃》，提出加快400G/800G高速光傳輸網絡研發部署。這一行動計劃的印發無疑為加速400G等高速光網絡傳輸技術的發展注入“強心劑”。

  需求驅動，400G高光時刻即將到來

  眾所周知，骨干傳送網是綜合承載各項業務的信息“大動脈”，是整個信息基礎設施的“承重墻”。作為開啟骨干網下一個周期的重大變革性代際技術，400G正蓄勢待發，為通信網絡發展“保駕護航”。

  在行業中“流傳”著這樣一種說法，“2023年有望成為400G規模商用的元年”。這并非“空穴來風”，中國移動研究院基礎網絡技術研究所所長李晗表示，伴隨5G-A、6G技術發展，以及“東數西算”工程等戰略的需求，骨干傳送網在超大帶寬、超長距離和超低時延方面面臨更高的需求?！懊嫦颉畺|數西算’‘東數西存’等算力網絡典型場景需求，中國移動提出構建400G新型全光網，構筑算力網絡的全光底座?！?

  中國聯通研究院總工程師王光全提到，目前400G需求的主要驅動力也來自于傳輸本身，“由于骨干網的光纖量不足，超大規模地部署光纖光纜也不是一朝一夕能夠完成的，因此需要對系統進行升級?！?

  隨著人工智能、大數據、云計算等技術的飛速發展及“東數西算”工程的大規模建設，網絡正經歷著前所未有的變革。在這一變革浪潮中，全光網嶄露頭角，而400G作為全光網演進的下一步，已然成為為算力資源提供運力保障、助力“東數西算”戰略實施的重要選擇。

  當然，400G產業鏈的完善和成熟，也為400G的大規模商用提供了可能。市場調研機構Omdia在報告中稱，數據中心（DC）率先開啟向400G的過渡，并在2019年已開始應用。預計到2023年，400G的銷售額將主導數據中心市場。

  總體來看，400G的市場需求以及產業鏈的完善，使得2023年有望成為400G規模商用的元年。當然，具體的發展情況還需看未來的市場變化和行業走勢。

  技術突破，QPSK逐步成熟

  當前業內400G主要有16QAM、16QAM-PCS、QPSK三種調制技術，具有不同的頻譜效率和傳輸距離。其中，16QAM的波特率約為67GBaud，主要用于短距傳輸；16QAM-PCS的波特率約為91GBaud，要用在部分區域干線、本地網、城域網；QPSK的波特率約為130GBaud，是骨干網絡部署較理想的選擇，能有效減少電中繼，從而降低成本和能耗。

  進入2023年，400GQPSK技術逐步發展成熟，被產業界普遍認為是引領骨干傳輸網的下一個大的技術代際，預計將持續十年。

  作為網絡建設的主力軍，國內運營商攜手設備商、光通信廠商等產業鏈上下游的合作伙伴進行相關的長距傳輸測試與實驗。2023年，中國移動發布世界最長距離400G光傳輸現網技術試驗網絡，召開3次重大技術進展發布會推進創造400G長距傳輸3大世界紀錄，分別為基于G.652.D光纖、EDFA/拉曼混合放大的寧波至貴安5616km傳輸；基于G.654.E光纖和純EDFA放大實現“C6T+L6T”波段400GQPSK7000km傳輸；基于G.652.D光纖完成純EDFA經典商用場景80×400GQPSK1673km現網試驗。中國移動聯合國內產業界從無到有基本構建了涵蓋芯片、器件、模塊、設備、系統的自主可控產業鏈，有力推進400GQPSK技術和產業成熟。此外，據中國聯通相關人士稱，近日中國聯通也聯合華為、中興、烽火3家企業完成了相關技術的實驗室測試。中國電信也在進行相關研究。

  從運營商發布的信息來看，各項測試全面論證了基于QPSK的400G新型骨干全光網的可行性，核心技術參數及指標已基本滿足現網應用需求，400GQPSK技術具備高速數據傳輸、低誤碼率等優點，使得長距傳輸更加可靠和高效。據中國移動研究院報道，中國移動研究院副院長段曉東曾表示，中國產業界主導的QPSK技術路線相比16QAM-PCS更具技術優勢，經國內產業各方協同攻關，目前已具備商用能力。

  挑戰猶存，凝心聚力共推400G產業發展

  400G的繁榮發展近在眼前，新技術的應用往往是機遇和挑戰并存，不可否認400GQPSK還存在一些特有的問題。中國電信首席專家李俊杰稱，選擇“C6T+L6T”超寬光譜能夠助力400G系統單纖容量提升，但也面臨著挑戰：“C6T+L6T”光系統調優難，需要打造“C6T+L6T”一體化高速相干光傳輸模塊、“C6T+L6T”一體化波長選擇開關（WSS）模塊、“C6T+L6T”一體化EDFA模塊等。

  在烽火通信看來，400G建設帶來了新的網絡架構變革，但在網絡設計、網絡開通、運營維護等方面仍有提升空間。

  不僅如此，400G的關鍵之一在于光纖技術的升級。新一代的高密度、高效能光纖不僅能夠支持更高的傳輸速率，還能降低信號衰減，提高網絡穩定性，為未來的應用提供堅實的基礎。王光全表示，超低損耗G.654.E光纖已成為400G及更高速WDM系統應用的主要光纖選擇，但光纖網絡的建設成本、設備的研發難度等問題需要產業鏈共同努力解決。

  同時他也建議，400G系統架構、性能調優、運行維護都對現網應用提出了新的要求，運營商要充分利用現網光纜和機房資源，提升系統運維的智能化程度，建設高速、靈活、安全、智能的400G傳輸網。

  面向400G技術和產業發展，李晗表示，國內主流廠家的ITLA、EDFA、WSS等核心器件已經全面支持12THz，需要進一步引導“C+L”雙系統向單系統演進；此外，基于部署一代、預研一代的技術發展理念，應圍繞單通道800G/1.2T系統開展關鍵技術研究，提前布局下一代光通信前沿技術。

  點亮“高光”時刻，400G商用“列車”正全速駛來。在不久的將來，400G將引領數字時代的發展潮流，推動人類社會朝著更加數字化、智能化的方向邁進。雖比高飛雁，猶未及青云。在400G有條不紊推進的同時，更高速率——800G/1.6T也在研發和推進中，這不僅夯實了新型基礎設施底座，也為助力我國數字經濟高質量發展提供了堅實的基礎。