iFOC 2023回顾 | 中国移动李晗：400G全光网技术演进及光器件发展探讨

  ICC讯 9月4-5日，第21届讯石研讨会(iFOC 2023)吸引了来自近700家企业的1000多位嘉宾出席，聆听行业专家学者及技术骨干的干货分享及巅峰对话，共享光通信行业的前沿技术及市场信息。

  9月5日，中国移动集团级首席专家 李晗在第21届讯石研讨会的主论坛《算力光网与光纤通信技术发展》上发表《400G全光网技术演进及光器件发展探讨》的主题演讲。光网络迎来第五次重大技术变革，400G代际演进迈入宽谱通信新时代。全产业链向C6T+L6T宽谱架构演进，面临受激拉曼散射效应(SRS)新挑战。中国移动已建成全球最大的100G/200G光网络，骨干网带宽超800T，2023年有望成为400G规模商用元年。，构建覆盖全国的新型400G全光网：400G骨干网+400G城域网。

  谈及400G技术路线，李晗介绍：400G技术面向数据中心互连、城域与骨干不同应用场景需求，中短距应用重点考虑频谱效率，长距应用重点考虑传输性能，折中评估三大技术路线的适用范围，其中16QAM满足DCI场景需求，传输性能提升可考虑城域部分应用;16QAM-PCS可覆盖城域传输主要场景;QPSK支持骨干长距/超长距传输。

  中国移动400G技术研究历程，自2018年以来，历经4次现网试点和多次实验室验证，中国移动已就400G进行持续性的系统研究和攻关。100G规模应用已历经10年，400G是开启骨干网下一个周期的重大变革性代际技术。

  中国移动发布世界最长距离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。通过方案设计、理论分析、试验验证，400G QPSK相对16QAM-PCS整体性能提升2dB、传输距离提升50%+，明确QPSK成为骨干长距传输解决方案。

  李晗表示：核心器件技术突破助力光通信产业走向宽谱新时代。在光通信领域发展的十字路口，定义400G骨干全光网进入宽谱时代，统一和引导400G全产业链向C6T+L6T宽谱架构演进，实现130GBd调制器、宽谱EDFA、WSS等关键器件和有源模块技术突破。其进一步分析如下：

  400G器件级技术 - 高速光模块

  400G调制格式的选型直接决定调制器技术方案，QPSK对调制器要求更为严苛。带宽调制器的突破推动信号符号率从~30GBd提升四倍至~130GBd，满足400G QPSK高性能传输。C6T与L6T分体式ITLA性能已满足规模应用需求，线宽<150kHz，支持400G超1500km传输，进一步优化激光器增益区与选频光腔，推进ITLA由分体式向C6T+L6T一体化演进。400G QPSK光模块均为MSA固定模块，以满足长距传输性能为主，封装形式有待优化，在传输性能基本不变或满足系统要求的前提下向可插拔、小型化、低功耗演进，100G/200G MSA和CFP2传输性能已基本持平。

  400G器件级技术 - 超宽谱有源模块：SRS影响L波段放大器设计

  此前L6T放大器尚属空白，铒离子在L波段长波增益难以提升、放大效率低，体积相比C6T放大器提升60%。频谱扩展至12 THz C6T+L6T后，受激拉曼散射效应(SRS)带来的功率转移问题凸显，但也减小了L波段长波的等效跨损，补偿L长波由于NF和增益较差丢失的性能，缓解对L波段放大器性能要求。

  100G时代光谱宽度仅有4 THz，影响可以忽略;400G时代光谱总宽度达12.5 THz，非常接近13.4 THz的SRS增益峰值。经过理论仿真可知，经过80km G.652D传输，应产生约 7dB的功率差;实验重点验证了SRS问题，实测最长波+3dB，最短波-4.3dB，与仿真基本一致，此为400G带来的全新问题。中国移动通过现网试验证明，利用SRS效应对L波段放大器设计，即使存在~3dB的NF差距，仍然可以实现~0.5dB的末端OSNR平坦度。

  400G器件级技术 - 超宽谱有源模块：C6T+L6T EDFA

  中国移动联合产业集中攻关，国内主流厂家已支持分立式12THz EDFA，后续向小型化、C+L一体化演进。400G 80波系统性能目前受限于L波段EDFA的噪声系数，需进一步提升L6T-EDFA性能。下一步目标将通过改进掺杂工艺、优化泵浦功率，使L6T-EDFA性能与C6T NF差异~1dB，并向C6T/L6T一体化演进。

  400G器件级技术 - 超宽谱有源模块：C6T+L6T WSS

  L6T波段WSS技术趋于成熟，性能已达到C6T波段WSS水平。C+L波段WSS由采用分体式设计向一体化的12THz C+L波段WSS演进。

  在演讲的最后，李晗进一步总结道：400G骨干全光网进入宽谱时代，采用C6T+L6T是整体架构的全面革新，国内主流厂家就ITLA、EDFA、WSS等核心器件全面支持12THz，需进一步推进C+L双系统向单系统演进。400G超长距已经进入规模商用的关键时间节点，协同产业链推进400G技术和产业成熟，迎接400G规模商用元年。倡议整个光通信行业联合起来，光产业成立FNPP或者FNF(Fixed Network Partner Project/Fixed Network Forum)，形成合力，推动整个光通信的代际演进及产学研结合。