华为发布面向2030的光通信系统架构及技术演进报告

  近日，华为在ACP2023(Asia Communication and Photonics Conference)大会发布光通信系统架构及技术演进报告。ACP是亚太地区光通信、光子学及相关技术最大规模的年度学术大会之一，首届ACP大会始于2001年，本届ACP共有4个大会报告。

  大会报告人唐晓军博士为华为光产品线技术规划部部长&首席技术规划师，他提出，未来的三大产业变化，将对光通信产生深远影响：

  AI智能产业：人机共生的AI时代已然到来，数据中心空前大发展，全光互联需求迫切。

  3D显示产业：裸眼3D技术日渐成熟，终端设备发布掀起应用热潮，高品质家庭网络成为重中之重。

  太空宽带产业：人类对宽带通信的需求遍布荒野沙漠及太空，卫星光宽带是重要底座。

  基于对产业变化的分析，唐晓军博士提出，2030全光目标网主要由全光调度骨干网、全光直达城域网、高品质接入网、智慧家庭网络及星际光网组成，并分析了全光目标网关键技术创新与挑战，主要包括以下4个方面：

  SDM系统

  SDM系统是支撑下一代光系统带宽扩容演进的有效方案。同时，该系统正面临几个方向选择的问题：技术路线(强耦合多芯、弱耦合多芯、多纤、少模、多模、OAM等)，光纤(G.652/G.654E/空芯)，复用层次(WDM→SDM、SDM→WDM)，SDM并行数(2路、4路、8路……)

  唐晓军博士提出：兼容架构、极简管理、集成系统、融合应用这四大理念将驱动SDM系统走向产业化。

  1) 兼容架构

  匹配不同复用/解复用嵌套层次，WDM→SDM、SDM→WDM均支持，其中WDM→SDM因兼容现有WDM系统、结构简单，前景更被看好。

  匹配不同光纤并接方式，FSDM与MCF系统可并存。

  匹配不同光纤类型， G.652/G.654E/空芯光纤即可用于多纤对系统、也可用于多芯系统。

  匹配不同建网模式。新部署光纤、利旧现有光纤、新旧光纤混用等三种模式均可支持。

  2) 极简管理

  对于SDM系统，相同波长在同一根光纤的不同纤芯传输，波长有重叠。通过对相同波长按照不同的光通道编制，实现WDM-Like管理，从而支持向SDM系统平滑演进。

  3) 集成系统

  光收发：模块集成走向器件级多路、器件集成走向芯片级多路

  光放大：从多路合封走向一体化全集成，而一体化光纤、泵浦共享、光学集成是光放大集成面临的主要挑战

  光交叉：匹配空分系统容量演进，光交叉维度需求翻倍，光交叉维度需要从32D向64D、128D等持续演进

  连接器：空分光纤与单模光纤的无缝对接，需在FIFO技术上实现突破

  光接入系统创新从带宽使能迈向体验使能

  不同用户对接入业务的品质要求有所区别，如何通过技术创新为用户提供差异化的品质体验，是接入网系统创新的下一跳;同时TDM技术提速到达极限，如何引入新的复用方式满足接入带宽需求成为关键。

  全光直达城域光网

  为满足数据海量增长的需求，城域光网正在持续下沉到CO机房和站点，到2030年到CO机房的速率将达1Tbps以上、到站点的速率将达100Gbps以上，如何在架构、电层和光层进行创新从而满足要求，需要提上研究日程中，比如，池化架构创新、电层协议和池化技术创新、光层数字化创新等。

  百G+星际光互联

  卫星通话功能已然成为华为Mate60的亮点特性，可见人们对荒野沙漠等无人区通信需求的迫切，未来人们对通过卫星进行宽带通信的需求将日渐强烈。如何将当前10Gbps的星际光互联速率提升到100Gbps以上?研究方向包括超大容量宇航光系统、超大规模动态组网、AI及数字孪生仿真等。

  最后，唐晓军博士呼吁学术界与产业界携手，让技术创新塑造2030全光目标网，为构建美好的智能世界打下坚实基础。