6月14日，以“智慧光网创新，筑基经济高质量发展”为主题的2023中国光网络研讨会在北京召开。会上，工业与信息化部通信科学技术委员会顾问，中国电信集团公司科技委主任，中国光网络研讨会大会主席韦乐平针对“T比特时代正在开启”做主题发言。
▲工业与信息化部通信科学技术委员会顾问，中国电信集团公司科技委主任，中国光网络研讨会大会主席 韦乐平
业务带宽的需求永无止境
关于业务带宽需求的变化趋势，韦乐平表示，基本4K/8K所需带宽为30M/100Mbps，基本VR和超VR带宽为773Mbps/7.92Gbps，自动驾驶所需带宽可能高达约3Gbps。
容量的需求和提升也永无止境。在需求侧，微处理器从单核发展到数百上千核的Tera级计算，超算机能力十年千倍，2025年可达每秒千亿亿次。
ChatGPT类大模型训练需要海量优质数据喂料，将来视频大模型将呈现快速发展的趋势。视频成第一驱动力，网络流量中视频流量接近总流量的2/3。机器的超强感知和反应需更高速速率带宽和低时延。元宇宙的沉浸式体验可能产生天量大数据。
在供给侧，几十年来光网容量提升了40多万倍，年增速约35%。同期光网络比特成本降了约25万倍，年降幅约20%。同期网络比特接入费降了约30万倍，年降幅约30%。
骨干传送网流量的新趋势
关于CTC骨干传送最大链路容量趋势，数据显示，2010-2020年这10年传送网总容量年均增长33%;未来10年降至14%。2016年后已有多个传输链路段容量超30T。2021年最大传输链路段容量118T。预计到2030年，最大传输链路容量将近400Tb/s。
传送网的流量主要来自路由器，而路由器端口速率的提升可以减少IP链路数量，简化路由部署，因而路由器端口的速率在不断提升。路由器端口速率的每一次提升都会驱使相应传送网线路速率也随之升级，与之匹配，减少传输成本。多年来，传统骨干传送网流量提升的这一规律始终未变。
IP网络架构扁平化后，骨干传送网流量提升的新趋势。近些年来，IP网络架构的扁平化带来更多的连接局向及东西向流量，明显减轻了核心路由器端口速率提升的压力。
另一方面，骨干光缆网的物理路由很少，大量不同局向的IP链路汇聚在有限的光缆物理路由上，导致光传送网的链路容量增速比核心路由器更快更早的出现400G速率的需求。
T比特时代正在开启
2023年OFC会议上T比特正成为热点，作为其技术基础的T比特DSP，作为其元部件产品形态的T比特光模块，作为其网络应用的T比特传输系统商用化可期。
T比特DSP(第六代高性能相干DSP)基本成熟。
Acacia和NEL：1.2Tbps-capable DSP, 5nm，136G和140G波特率，预计2023年中可商用;
Nokia PSE 6s：1.2Tbps-capable DSP, 5pm，130G波特率，预计2023年底可商用;
Infinera：1.2Tbps-capable DSP, 5nm，148G波特率，预计2024年底可商用;
Ciena：1.6Tbps-capable DSP, 3nm，200G波特率，预计2024年下半年可商用。
T比特光模块(400G-800G-1.6T)基本成熟。
400G速率的数通光模块已规模应用，400G的相干光模块已成熟。Terabit BiDi MSA联盟同时发布基于100G/通道和OM4多模光纤的800G和1.6T的数通产品。
Coherent发布了基于200G/通道的800G和1.6T的数通产品，支持200G EML PAM4的1.6T光模块可传10km。Sumitomo、Lumentum也发布了200G EML产品可用。
旭创展示了1.6T的OSFP-XD和低功耗800G OSFP DR8产品。博通展示了采用CPO技术的51.2T交换机产品，800G光模块是必须。
T比特级的传输系统现场试验逐步开启。
Windstream：使用Acacia Jannu DSP的系统在1Tbps速率传输至少541km(预留超大性能裕度)，采用普通652光纤，经过6个WSS滤波器级联。
GlobalConnect：使用Nokia’s PSE 6s的系统在800Gbps速率传输至少2019km(无系统裕度)。
中国移动：使用Acacia Jannu DSP的系统在400Gbps速率上传输至少5616km(很有限系统裕度)，采用普通652光纤，QPSK码型，(C6T+L6T)超宽波道。
基于QPSK的80波400G干线系统的进展，韦乐平透露到，在技术进展方面，400G相干光模块分立的C6T和L6T激光器可用且能够集成。低噪声光纤放大器分立C6T和L6T可用，长波长NF需要改进。波长交换WSS分立C6T和L6T可用且能够集成。光系统解决SRS影响，维系波道功率动态均衡。
在商用进程方面，需求侧干线有多个波道容量超32T，最大超118T。
对于未来预判，到2023年，基于QPSK的130G波特80波400G系统现场试验;到2024年，基于QPSK的130G波特80波400G系统商用;到2025年，基于QPSK的130G波特80波400G规模商用(性价比良);2026年后，待模块、光放、WSS均实现C+L集成后性价比优。
值得一提的是，系统成本在光，光的成本在器件，器件的成本在集成，对于骨干光网络而言，以下三个器件的集成化是大幅降低系统成本的关键。
C+L集成WSS器件
靠提高芯片分辨率和采用光学超表面，集成度提高，体积不变，成本比2*C下降约30%，支持C波段和L波段的混插，预计到2024年商用。
C+L集成OTU
关键是要开发超宽谱(约100nm)的DBR和ECL激光器，才能快速调度波长资源，提升运营效率。
C+L集成光纤放大器
关键是要开发能够压制L波段长波长侧NF翅尾的饵纤，需要寻找掺铋等新组分的最 佳配方。预期集成后成本可望降低约30%，集成度提升50%。
目前一代的商用oDSP采用7nm、96GB波特率、64QAM码型已能够支持800G速率的短距离传输。新一代的oDSP采用5nm、130GB波特率、QPSK码型能支持400G速率至少1600公里的长距离传输。
oDSP算法三个关键是概率整形(PCS)、高性能前向纠错(CFEC，OFEC)、数字副载波调制(DSCM)。
PCS可望提升光信噪比大约2dB;高性能FEC通过级联编码和软判决结合多次迭达译码，可获取高达约12dB的净编码增益;DSCM不仅可以增强高波特率信号对色散和滤波的容忍度，还能增强对光纤非线性的容忍度。
降低量收剪刀差的关键是大幅降低网络成本，光通信成为降价最慢的领域，其中光器件是瓶颈的瓶颈，而光芯片是瓶颈的立方。
摩尔定律适用分组、交换路由和存储器等电域技术，但不适合以手工为主的光通信技术。传输系统中一个80波400G QPSK码型的C6T+L6T波段传输系统，光器件成本大约占90%。
一个400G核心路由器的光器件成本约占15%。随容量提升，其背板芯片互连，板卡互连都将光化，光域份量将增加。
随着技术进步和大规模集采，10G PON光模块成本已降至35%。未来50G PON、WDM-PON的光模块成本占比将更高。
数据中心交换的光模块成本增速很快，在400Gb/s速率，交换机的光模块成本已经超过交换机本身，高达50%。
光系统对于光器件的总体要求主要是两高两低：高速率、高集成、低功耗、低成本
光子集成(PIC)是主要突破方向，其中铟化磷(InP)是唯一的大规模单片集成技术，而硅光(SiP)是最具潜力的突破方向，可以将电域CMOS的投资、设施、经验和技术应用于光域。
基于硅光的光电共封(CPO)是进一步降低功耗、提升能效、提高速率，适应AI大模型算力基础设施发展的关键之一。
韦乐平强调，光器件、特别是光芯片的技术创新是事关整个网络发展的大事儿!
