廣西400G創(chuàng)新試點意味著什么？

高超

隨著廣西移動與中興通訊合作完成全球首個120波400G OTN創(chuàng)新試點現(xiàn)網(wǎng)工程，距離400G系統(tǒng)全網(wǎng)大規(guī)模商用又近了一步。

據(jù)了解，120波400G OTN現(xiàn)網(wǎng)試點在省干南寧城域核心調(diào)度系統(tǒng)的南寧608廠和南寧白沙兩個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間進(jìn)行，網(wǎng)絡(luò)采用全Mesh互聯(lián)架構(gòu)，單向線路長度約20km。工程于2020年9月啟動，期間經(jīng)歷方案整體規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)選點、設(shè)備選型，以及開通調(diào)試等環(huán)節(jié)和過程。

廣西移動相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，通過該試點應(yīng)用，廣西移動獲得了豐富的方案選型和現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用經(jīng)驗，為后續(xù)規(guī)模化商用提供鋪墊。

不僅如此，推動400G OTN系統(tǒng)建設(shè)和商用可有效解決傳輸容量不足的問題，并且通過整體容量的提升，能夠降低單Gbit功耗和建網(wǎng)成本，降低運營成本。特別是，對中國建設(shè)中國—東盟信息港，推動數(shù)字互聯(lián)互通，打造“數(shù)字絲綢之路”等方面，具有非常重要的意義。

為什么開展試點？

在5G新基建的浪潮下，云計算、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)快速發(fā)展。廣西移動正在大力推動發(fā)展云化數(shù)據(jù)中心，構(gòu)建新型智慧城市。與此同時，日趨復(fù)雜多樣化的業(yè)務(wù)需求使得網(wǎng)絡(luò)流量成倍增長、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模急劇擴(kuò)張。

特別是，南寧城區(qū)內(nèi)各IDC機(jī)房間互聯(lián)需求爆發(fā)，專線需求迅速增長。從網(wǎng)絡(luò)發(fā)展規(guī)模以及長期規(guī)劃來看，省干南寧城域核心調(diào)度系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)容量和傳輸速率都有迫切提升的需求。

上述負(fù)責(zé)人表示，隨著單載波400G OTN逐漸商用，如何在單波速率不變的情況下，有效擴(kuò)展傳輸容量，已成為通信運營商關(guān)注的新課題。與此同時，廣西移動也希望通過探索在現(xiàn)網(wǎng)OTN設(shè)備不變的情況下，如何新增光方向以實現(xiàn)超大容量傳輸?shù)男枨蟆?/p>

據(jù)介紹，本次試點廣西移動最終選定了120波400G方案，對傳輸頻譜帶寬和傳輸速率做了全面評估。結(jié)果顯示，該方案僅占用50GHz波道間隔，相比100G占用50GHz的傳統(tǒng)方案，頻譜效率提升4倍。與此同時，通過光譜資源的擴(kuò)展及頻譜效率的提升，還可以實現(xiàn)單纖傳輸容量48T，可以充分滿足未來各種場景的業(yè)務(wù)承載。

上述負(fù)責(zé)人表示，通過試點應(yīng)用，廣西移動積累了豐富的經(jīng)驗。比如，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中，要具備長期發(fā)展思維，優(yōu)先部署采用靈活柵格技術(shù)的WSS光層單板，可以支持速率從200G向400G、800G、1T平滑提升。此外，在電層設(shè)備的選型方面，本次采用的中興通訊ZXONE 19700電層OTN設(shè)備，槽位帶寬高達(dá)1T，也同樣具備平滑升級的能力。

誰參與了試點？

廣西移動本次試點的合作伙伴主要是中興通訊。

據(jù)悉，該試點采用了中興通訊ZXONE 19700設(shè)備。該產(chǎn)品支持64個槽位，每槽位可提供1T背板帶寬、64T交叉容量。

在傳輸容量方面，中興通訊在現(xiàn)網(wǎng)100G和200G系統(tǒng)中通過新增光方向維度，采用120波C++波段方案，將傳輸帶寬提升至6THz，相比C波段光譜資源提升1.5倍，并將單波速率提升至400G。同時，120波400G方案僅占用50GHz波道間隔，相比100G占用50GHz的傳統(tǒng)方案，頻譜效率提升4倍。通過光譜資源的擴(kuò)展及頻譜效率的提升實現(xiàn)單纖傳輸容量48T。

在業(yè)務(wù)接入方面，測試驗證了GE/10GE/100GE/OTU2/OTU4等多種業(yè)務(wù)接入需求，可以充分滿足未來各種場景的業(yè)務(wù)承載。

在傳輸性能方面，基于400G PM-64QAM調(diào)制方式，驗證了傳輸后OSNR 穩(wěn)定性、頻譜分配靈活性，并實現(xiàn)24小時以上無誤碼傳輸能力，為適配多樣化城域互聯(lián)場景打下堅實的基礎(chǔ)。在能耗方面，相對于100G OTN系統(tǒng)，400Gbit能耗可下降50%以上，更有利于構(gòu)建綠色生態(tài)的節(jié)能網(wǎng)絡(luò)。

在此次試點過程中，廣西移動與中興通信共同確定了120波400G OTN試點的相關(guān)技術(shù)，如基于PM-64QAM的高階調(diào)制模式，頻譜帶寬壓縮至50GHz，提高波道利用率;另外要實現(xiàn)120波400G系統(tǒng)需采用C++波段光系統(tǒng)，需要確定合分波和激光器需要進(jìn)行重新設(shè)計定型，廣西移動和中興通信結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)實際情況，用最短的時間確定方案，并由中興通信及時提供了硬件支持，滿足了在2020年11月底完成組網(wǎng)測試的時間要求。

400G系統(tǒng)距離全網(wǎng)商用還有多遠(yuǎn)？

從早期的G.654.E光纖商用，到400G高速光模塊的研發(fā)，再到超100G省干線網(wǎng)絡(luò)的部署，400G的發(fā)展始終是業(yè)界關(guān)注的焦點。

事實上，在2020年，中國移動完成單波200G省干網(wǎng)設(shè)備集采，中國電信在深圳順利完成了國內(nèi)首個400G OTN集群系統(tǒng)建設(shè)并成功驗收第一個文華節(jié)點。而今年，中國移動又在南寧完成了上述現(xiàn)網(wǎng)試點項目。顯而易見，400G系統(tǒng)距離全網(wǎng)大規(guī)模商用已經(jīng)很近了。尤其是在國內(nèi)IDC互聯(lián)等短距離場景，400G系統(tǒng)已經(jīng)有了初步應(yīng)用。

但是，上述負(fù)責(zé)人坦言，400G系統(tǒng)后期要進(jìn)行大規(guī)模商用還需要克服三個難點。

首先是傳輸距離的限制，單波速率采用更高階的調(diào)制方式后，傳輸距離會縮短。目前業(yè)界使用的高階調(diào)制碼型通常為16QAM、64QAM，后續(xù)可考慮通過采用QPSK等低階碼型進(jìn)行相位調(diào)制，但是會降低系統(tǒng)傳輸容量。

其次也可以考慮采用超低損光纖，如G.654E等新型大橫截面光纖類型，可進(jìn)一步延長傳輸距離，實現(xiàn)容量、速率和傳輸距離之間的均衡。

最后是建網(wǎng)成本方面，400G OTN規(guī)模化應(yīng)用需要上下游產(chǎn)業(yè)鏈的共同努力，通過需求定制、現(xiàn)網(wǎng)充分應(yīng)用提高發(fā)貨量，進(jìn)一步降低發(fā)貨成本。

他山之石

從全球范圍來看，單波400G實驗室測試已經(jīng)啟動。上述負(fù)責(zé)人認(rèn)為，從國外相關(guān)測試中，有三個方面的經(jīng)驗值得借鑒。

首先是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃要因網(wǎng)制宜，比如，在長長中繼這種短距離且調(diào)度需求大的網(wǎng)絡(luò)，可以選擇64QAM編碼50GHz間隔的400G部署方案，傳輸容量高達(dá)48T，既滿足了網(wǎng)絡(luò)大容量需求，又能保證短距離安全傳輸。

其次是網(wǎng)絡(luò)建網(wǎng)設(shè)備選型要支持長期演進(jìn)，比如，本次選用的現(xiàn)網(wǎng)支持1T槽位帶寬的19700設(shè)備，架構(gòu)先進(jìn)，支持SDN、超100G平滑演進(jìn)，可以滿足未來5至10年內(nèi)的業(yè)務(wù)需求。

最后是作為運營商要積極探索嘗試新技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)不能固化，要在現(xiàn)網(wǎng)的基礎(chǔ)上探索新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，比如，本次應(yīng)用的C++超寬頻譜，高階調(diào)制的400G波長等。只有網(wǎng)絡(luò)不斷地演進(jìn)，才能適應(yīng)不斷變化的用戶側(cè)業(yè)務(wù)需求。

從國內(nèi)外的研究成果和發(fā)展趨勢來看，400G系統(tǒng)已經(jīng)成為支撐5G時代，乃至未來6G時代流量需求大規(guī)模增長的重要信息基礎(chǔ)設(shè)施之一，以及光通信行業(yè)重點發(fā)力的對象。而廣西移動在全球首次完成現(xiàn)網(wǎng)基于C++頻譜帶寬的120波400G試點，預(yù)示著中國在該領(lǐng)域的研究已經(jīng)處于世界前列，同時也意味著400G系統(tǒng)的大規(guī)模商用即將到來。