筑東數(shù)西算“主動脈”，迎算力新時代

  數(shù)字化轉(zhuǎn)型成為落實網(wǎng)絡(luò)強國、數(shù)字中國、智慧社會戰(zhàn)略的重要舉措，在國家“新基建”“東數(shù)西算”等重大戰(zhàn)略背景下，暢通全光運力大動脈，實現(xiàn)超寬綠色區(qū)域協(xié)同互聯(lián)，是建設(shè)“算力+ICT網(wǎng)絡(luò)”一體化新型數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的重要一環(huán)。在DCI的帶寬需求下，迫切需要大容量超長距的光網(wǎng)絡(luò)，持續(xù)挑戰(zhàn)香農(nóng)極限。亟需從當(dāng)前100G/200G升級至400G，滿足數(shù)據(jù)中心長距高速互聯(lián)需求。同時，為了保障千行百業(yè)對網(wǎng)絡(luò)的極致時延需求，需要構(gòu)建分級時延圈。為響應(yīng)國家對碳達峰、碳中和目標(biāo)，在網(wǎng)絡(luò)升級及演進時，還需考慮低碳方案。通過優(yōu)化布局實現(xiàn)區(qū)域協(xié)同，用比特換取瓦特，實現(xiàn)綠色可持續(xù)的有效增長。

  基于上述需求，中興通訊推出Real 400G+ OXC方案，打造超寬扁平綠色算力光底座。

  大帶寬超長距：Real 400G是骨干長距傳輸最佳選擇

  近年來，運營商已規(guī)模部署200G系統(tǒng)，其傳輸距離與100G系統(tǒng)相當(dāng)而系統(tǒng)容量更大，技術(shù)與器件均已成熟。同時，運營商開始部署400G 16QAM，但其傳輸性能受限，主要面向城域網(wǎng)、本地網(wǎng)的應(yīng)用，還無法支撐骨干網(wǎng)應(yīng)用。

  400G骨干網(wǎng)部署應(yīng)用需要滿足兩個條件：一是具有和100G/200G長距相近的傳輸能力，特別是在現(xiàn)有G.652光纖的系統(tǒng)中;二是能支撐80波的系統(tǒng)容量，保證傳輸速率提升之后系統(tǒng)的容量同步提升。

  中興通訊推出基于C+L的Real 400G方案，可實現(xiàn)100Gbps~1.2Tbps速率按需調(diào)整，在骨干400G長距場景下，傳輸距離相比業(yè)界當(dāng)前方案提升60%。Real 400G方案在傳輸性能方面實現(xiàn)大幅提升，主要源于三大技術(shù)的演進及突破。

  一是高速光電器件，帶寬全面升級，包括數(shù)字電芯片DSP、模擬電芯片TIA/Driver、光芯片調(diào)制器及解調(diào)器;支持波特率從原來的96GBd提升到130GBd，以保障系統(tǒng)支持1.2T超高單波速率。

  二是3D硅光封裝技術(shù)突破，實現(xiàn)高編碼方式下更優(yōu)性能。傳統(tǒng)2D封裝采用方式為水平走線，傳輸距離較遠性能較差;3D封裝采用硅通孔技術(shù)，可實現(xiàn)垂直堆疊走線方式，性能優(yōu)。以400G速率為例，相比2D方案距離提升10%。

  三是新方案對算法進一步優(yōu)化，從而實現(xiàn)場景最佳適應(yīng)能力。傳統(tǒng)算法支持固定點波特率可調(diào)，在容量和距離適配方面存在限制;Flex Shaping 2.0算法支持波特率連續(xù)可調(diào)，從而實現(xiàn)最佳場景匹配。

  同時Real 400G通過波段擴展和系統(tǒng)功率管理等技術(shù)，助客戶構(gòu)建更簡潔的C+L波段400G光系統(tǒng)，從而實現(xiàn)骨干網(wǎng)容量從原來的80x100G/ 200G升級到80x400G，容量翻倍。

  波段擴展技術(shù)繼承DWDM思想，進一步在傳統(tǒng)C波段之外擴展L波段用傳輸帶寬，通過提高光纖傳輸?shù)牟ǖ罃?shù)量來提升單纖傳輸容量。在光系統(tǒng)核心器件方面，光放大器和波長選擇開關(guān)最為關(guān)鍵。光放大器以摻鉺光纖放大器(erbium- doped fiber amplifier，EDFA)為主，目前L波段的放大的技術(shù)瓶頸已經(jīng)突破，且通過現(xiàn)網(wǎng)測試驗證。波長選擇開關(guān)采用最新的高分辨率硅基液晶技術(shù)，業(yè)內(nèi)已經(jīng)將工作頻帶擴展到L波段。隨著技術(shù)難點的攻克，擴展波段光器件供應(yīng)鏈的發(fā)展進度符合預(yù)期，新一代C6T&L6T的12THz寬頻光系統(tǒng)進入商用階段。

  系統(tǒng)功率管理方面，由于C+L系統(tǒng)中存在強烈的SRS(stimulated raman scattering)功率轉(zhuǎn)移，在未進行功率調(diào)節(jié)前，系統(tǒng)末端單波功率平坦度劣化嚴重，無法滿足系統(tǒng)應(yīng)用需求。采用C+L光功率管理策略對EDFA的增益和增益斜率進行調(diào)整后，系統(tǒng)的功率平坦度、OSNR(optical signal to noise ratio)平坦度、最小OSNR均顯著提升。C+L系統(tǒng)還需要采用填充波配置，使系統(tǒng)時刻保持滿配狀態(tài)，降低業(yè)務(wù)動態(tài)增減對已有業(yè)務(wù)的影響。在新增或刪除波道時，只需用業(yè)務(wù)信號與填充波進行“真假替換”即可，業(yè)務(wù)開通調(diào)測方便快捷。自動功率調(diào)節(jié)算法和填充波配置已經(jīng)在現(xiàn)網(wǎng)測試中得到充分驗證。

  超低時延：OXC構(gòu)建分級超低時延圈

  對光網(wǎng)絡(luò)的另一個迫切需求是極致的時延體驗。以DC為中心，構(gòu)建分級超低時延圈，能夠打通全光入云運力大動脈，滿足千行百業(yè)對極致時延的迫切需求。

  云間互聯(lián)包括國家級DC、省級DC、邊緣DC內(nèi)部的東西向互聯(lián)，以及三級DC之間的南北向連接。這就要求網(wǎng)絡(luò)以云為中心，形成各級低時延圈，實現(xiàn)云間快速敏捷調(diào)度。

  光網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)從原來的分層分環(huán)向Mesh化扁平架構(gòu)演進，具體舉措包括梳理光纜直連路由、減化層次結(jié)構(gòu)、消除迂回路由，以及OXC簡運維。

  中興通訊提供三大光層OXC方案：LITE OXC、雙子架OXC、集群OXC云化全連接。

  LITE OXC方案，聚焦低維度、高集成度方案，降本提效;方案支持16個光方向，同時支持無業(yè)務(wù)上下站點單獨組網(wǎng)，降低網(wǎng)絡(luò)投資。

  雙子架OXC方案，支持東西向分離方案，安全可靠;支持最多32個光方向，可將存在保護關(guān)系的業(yè)務(wù)部署在不同子架，避免單子架故障所有業(yè)務(wù)全阻，提升網(wǎng)絡(luò)的生存性。

  集群OXC方案，支持大于32維光方向站點的全云化連接。目前我們根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)需求分析，超過32維的站點比例較低，約在2%左右，因此對高維度的需求還不是很急迫。但隨著云化程度的進一步加深，高維度是未來發(fā)展的趨勢，未來將推出更高集成度單板如48維、64維，以實現(xiàn)節(jié)點無阻調(diào)度。

  綠色低碳，用比特換瓦特

  在綠色低碳方面，中興通訊OXC方案主推高效綠色多方向云間互聯(lián)，以1000個站模型為例，可以實現(xiàn)年降低381萬度電，減排3322噸，相當(dāng)于每年植樹22萬棵。此外，創(chuàng)新地在網(wǎng)元內(nèi)置AI，動態(tài)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)能效，深挖節(jié)能降碳潛能，實現(xiàn)節(jié)能模式的一鍵部署、數(shù)據(jù)安全可靠、節(jié)能效果可視。

  此外，中興通訊通過先進工藝制程芯片，每代降耗20%+，進一步優(yōu)化器件能效;通過AI賦智動態(tài)調(diào)整，降低15%+的網(wǎng)絡(luò)能耗，多層次全方位地實現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)的綠色低碳發(fā)展。

  中興通訊已聯(lián)合國內(nèi)運營商完成浙江寧波到貴州貴安C+L波段400G QPSK現(xiàn)網(wǎng)測試，跨越浙江、江西、湖南、貴州4省，基于現(xiàn)有G.652光纖，實現(xiàn)全程2808km無電中繼傳輸，并創(chuàng)造了5616km現(xiàn)網(wǎng)最遠傳輸紀錄，最大化保護投資并提升部署效率;在系統(tǒng)容量方面，400G QPSK配合C+L 12THz波段，滿足干線系統(tǒng)80波400G組網(wǎng)需求，實現(xiàn)現(xiàn)網(wǎng)單纖容量從16Tbps到32Tbps的倍增，提升光纖資源的利用率，降低機房空間占用率。

  當(dāng)前OXC技術(shù)也已經(jīng)成熟，并逐步廣泛應(yīng)用。截止目前，中興通訊OXC方案已服務(wù)于22個省份干線及本地網(wǎng)。

  中興通訊致力于筑牢算力網(wǎng)絡(luò)全光底座，為數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展貢獻力量，促進”東數(shù)西算”工程全面發(fā)展，以開放、創(chuàng)新、合作、共贏為基本模式，共繪數(shù)字智能世界美好藍圖。

  作者：中興通訊 歐陽建平