李晗：光传输技术的发展及其在400G和800G中的应用

400G –光传输网的5G 在东数西算等算力网络新业态的驱动下，光网络已迎来以400G超宽谱传输为标志的第五次重大技术变革，以实现Pbit级上千公里的传送，2023年已启动全球最大规模部署，开启400G商用元年 400G骨干网的三大技术挑战和变革 400G系统面对超高速率、超宽频谱和新型信道损伤等全新挑战，通过光器件、有源模块和光系统架构三大技术变革实现骨干网由100G到400G的代际演进 自适应SRS均衡，破解动态网络运维难题，力争功率平坦度<±0.5dB 构建世界最长距离400G光传输技术试验网络 发布世界最长距离400G光传输现网技术试验网络，召开3次技术发布会推进实现400G长距传输3项试验纪录，为构建算力网络的大带宽、低时延全光底座打下坚实基础 400G骨干网规模商用加速产业发展 业界首次400G QPSK技术规模商用，更加坚定了中国产业以QPSK作为400G骨干全光网的技术基石，牵引高波特率光模块、C+L一体化、超宽谱系统等技术和产业加速发展 填充波保护避免SRS功率抖动 L6T光放大器噪声系数仍需进一步优化，力争达到与C6T差异~1dB协同攻关端到端C+L一体化器件，加速推进一体化ITLA成熟，光放大器一体化仍面临技术难题 400G中短距技术路线：省域网络 面向省域传输场景，存在400G 16QAM-PCS、QPSK两条潜在技术路线，应重点结合传输能力和部署成本综合考虑 省域网络400G技术路线选择•方案一：将16QAM-PCS、QPSK收敛至一种调制格式，所有省域场景采用统一技术•方案二：16QAM-PCS、QPSK两种技术方案并存，面向不同省域需求选择使用 400G中短距技术路线：城域网络 面向城域传输场景，存在400G 16QAM、16QAM-PCS两条潜在技术路线，应重点结合频谱效率和低成本部署综合考虑 16QAM-PCS存在C6T 60波、C4T+L4T 80波、C6T+L6T 120波三种方案，城域网是否引入C+L仍待研究•相比现有C波段系统，C+L引入SRS转移问题，需配置填充波长、SRS功率均衡，增加网络部署和运维管理复杂度•C+L目前为分立式光层系统，考虑城域OXC组网对波长灵活调度需求，更需向一体化演进 G.654.E作为800G时代更佳选择仍需深度匹配宽谱系统需求 800G时代，G.652.D无法满足长距骨干需求，G.654.E成为更佳选择。但面对S+C+L超宽谱应用，需解决现有G.654.E光纤指标与宽谱系统间的失配问题，实现截止波长、宏弯损耗等参数性能的改善 800G长距传输需更高速率光电器件技术突破 重用400G时代130GBd产业链难以满足800G骨干长距传输需求，需攻关180GBd以上核心关键技术 •基于90GBd的64QAM-PCS，采用G.654.E+混合放大，实现800G 1000km+极限传输•基于130GBd的16QAM，采用G.652.D+EDFA放大，实现800G 880km极限传输 采用更低阶数的调制格式以提升800G传输性能，需进一步推动光电器件向更高波特率突破 首个单波净速率超1Tb/s的S+C+L多波段满波配置超宽带实验 •为探索超Tb/s单波及S+C+L波段满波配置下单模实芯光纤的信道极限，联合业界开展了全球首个单波净速率超Tb/s的S+C+L多波段满波配置超宽带实验•在2×75km G.654.E光纤上采用纯掺杂光纤放大的形式，实现了总容量144.67Tb/s的单波超Tb/s级满波验证 •符号率115GBd，通路间隔125GHz，总谱宽19.5THz（156波）：S7.5T(1460-1522nm)+C6T(1524-1572nm)+L6T(1575-1626nm)•S波段采用32QAM-PCS+16QAM-PCS，C与L波段采用64QAM-PCS，平均单波速率分别为0.778Tb/s、1.03Tb/s与1.01Tb/s 小结 l400G超长距已启动规模商用，明确QPSK为400G骨干长距传输方案，国内主流厂家就激光器、EDFA、WSS等核心器件全面支持12THz C6T+L6T波段，光通信迈入超宽谱时代