信通院張海懿：從突破到更高期待，光通信向多元化融合創(chuàng)新演進

  當前數(shù)字經濟已經成為全球科技革命和產業(yè)變革的重要驅動力，黨的十八大以來，我國數(shù)字經濟取得長足發(fā)展。作為構筑數(shù)字經濟底座的重要組成部分，光通信發(fā)揮著舉足輕重的作用。

  回首2023年，我國光通信領域發(fā)生了哪些令人印象深刻的事件?展望2024年，光通信領域又將有哪些值得期待的新技術、新動向?對此，通信世界全媒體記者采訪了中國信息通信研究院技術與標準研究所所長張海懿，聆聽她對2023年光通信行業(yè)發(fā)展的真知灼見。

  回眸2023：光通信迎突破 但挑戰(zhàn)猶存

  回眸2023年，在光通信領域發(fā)生了哪些重要事件?對此，張海懿表示：2023年，人工智能大模型興起及智算中心蓬勃發(fā)展，驅動數(shù)據中心全光高速互連技術加速發(fā)展，為光通信技術和產業(yè)發(fā)展帶來了新的動力。張海懿談到了三大代表性的成果，充分展示了產業(yè)各界在光通信領域所取得成就。

  一是400G干線傳輸系統(tǒng)商用元年啟動。2023年，中國電信、中國移動、中國聯(lián)通三大運營商圍繞400G開展了多場景實驗室測試和現(xiàn)網試點。中國移動于11月初率先啟動了最高限價約36.3億元、400G端口數(shù)量超萬個的省際骨干傳送網400G OTN新技術試驗網設備集中采購項目，開啟了在全球規(guī)模部署400G超長距傳輸系統(tǒng)的序幕。

  二是50G PON和FTTR成為寬帶光接入聚焦點。截至2023年，華為、中興、烽火等企業(yè)均已發(fā)布了單波長50G PON樣機，三大運營商也已完成50G Combo PON、對稱50G PON、50G PON工業(yè)應用等不同場景下現(xiàn)網試驗。預計2025年50G PON將在我國開始規(guī)模商用，將推動我國泛在萬兆全光接入的應用步伐。在家庭光網方面，F(xiàn)TTR總體架構、物理層、數(shù)據鏈路層國際技術標準陸續(xù)獲得通過，確定了高速光纖用戶駐地收發(fā)器的系統(tǒng)架構，定義了FTTR的波長和光鏈路預算、物理層和鏈路層成幀和交互協(xié)議等。截至目前，國內FTTR出貨量已經超過1000萬套，用戶增速迅猛。

  三是光電合封(CPO)、線性驅動(LPO)等可實現(xiàn)能耗效率優(yōu)化及時延降低的技術成為業(yè)界研究熱點。具體來看，博通、思科、英偉達、新華三、銳捷、熹聯(lián)光芯、騰訊等等相繼發(fā)布CPO樣機或開展合作預研;光迅、海信、索爾思、華工正源、劍橋、迅特、Macom、Semtech等紛紛推出LPO相關樣品，但在光電性能、交換機適配、測試方法等方面仍存在尚未解決的問題。標準化方面，OIF已發(fā)布3.2T CPO和外置光源實施協(xié)議，并正在開展線性112G電接口規(guī)范制定;IPEC開展了800G LPO光模塊異廠家互通、以及與交換機的兼容性等測試，并準備發(fā)布LPO研究報告;CCSA已完成CPO相關研究課題，正在討論LPO相關立項，進一步推動技術產業(yè)發(fā)展。

  2023年是算力、大模型全面爆發(fā)的一年，在當前的形式下，光通信行業(yè)面臨著眾多挑戰(zhàn)。如面向大模型與智算、超算等應用需求，DCN(數(shù)據中心內網絡)和DCI(數(shù)據中心間互聯(lián))網絡發(fā)展均面臨新的挑戰(zhàn)?！耙驗橄啾葌鹘y(tǒng)DC，大模型訓練對DCN的吞吐量和試驗等關鍵指標提出了更嚴苛的要求，包括超400G高速互聯(lián)、us級低時延/低抖動、無損零丟包和高可用性等?！睆埡＼步忉尩馈?

  中國信通院：一系列工作迎“碩果”

  作為國家信息通信領域最重要的支撐單位，中國信通院在光通信領域圍繞技術標準研究、測試評估體系構建和產業(yè)生態(tài)培育等方面開展了一系列工作。

  在技術標準研究方面，主要聚焦光傳送、光接入、光模塊器件及信息處理領域開展工作。在光傳送領域，中國信通院重點加強在400G/800G及更高速率高速光傳輸系統(tǒng)、B5G和算力承載、空分復用、確定性、數(shù)字孿生等方面技術研究與國際和國內標準化工作，如在CCSA TC6牽頭研制《N×400Gbit/s超長距離光波分復用(WDM)系統(tǒng)技術要求》、《城域N×800Gbit/s光波分復用(WDM)系統(tǒng)技術要求》等多項重要行標等。在光接入領域，中國信通院全面參與下一代寬帶光接入技術50G PON的ITU標準和國內行業(yè)標準研究制定，并牽頭推進FTTR標準及技術研究工作，牽頭FTTR總體要求及物理層和數(shù)據鏈路層規(guī)范國際國內標準研制;此外，還完成工業(yè)PON概念驗證演示PoC項目，發(fā)布家寬業(yè)務質量評估與分級標準。在光模塊器件及信息處理領域，中國信息通信研究院聚焦高速光模塊器件、光傳感、光計算等領域技術研究和國際國內標準研制工作，牽頭制定IPEC的800G互聯(lián)互通測試標準，并同步推動超長距400G光模塊、800G光模塊相關行業(yè)標準制定工作，聯(lián)合業(yè)界發(fā)布了《面向通感算一體化光網絡的光纖傳感技術白皮書》、《光計算技術與產業(yè)發(fā)展報告》等。

  在測試評估體系構建方面，圍繞OTN專線、自智網絡、FTTR、網絡安全、光模塊器件等新型技術及應用熱點進一步完善光通信領域測評評估體系。在OTN專線測評方面，中國信通院組織開展了OTN專線應用特性的規(guī)模化調研，牽頭推動研制了云光專線服務體驗分級團標，并聯(lián)合運營商和設備商進行了現(xiàn)網測評。在自智網絡測評方面，推動傳送網領域云光專線智能化分級測評標準從V1.0升級到V2.0版本，同時組織編寫接入自智能力測評規(guī)范，建立等級測評相關能力，并開展光接入網家寬質差自智能力測評。在FTTR測評方面，中國信通院積極推進組織FTTR相關廠商進行技術測評，引導FTTR產品和技術發(fā)展路徑。在網絡安全測評方面，推動建立了光通信家庭網關安全標準體系并牽頭完成了多項網關安全標準制定工作，，成功建設了安全威脅情報庫和網絡安全測試驗證平臺，與電信運營商合作開展家庭網關安全情報、漏洞驗證咨詢等多方面的工作等。在光模塊器件測評方面，積極與IPEC合作，開展400G、800G、LPO等新型光模塊及互通能力的測評工作，相關結果在ECOC2023會議上進行了發(fā)布等。

  在產業(yè)生態(tài)培育方面，中國信通院組織舉辦第二屆“光華杯”千兆光網應用創(chuàng)新大賽，推動形成一批千兆光網創(chuàng)新應用示范，進一步激發(fā)應用創(chuàng)新活力，構建我國良好的千兆光網發(fā)展生態(tài)，持續(xù)推進賦能千行百業(yè)。同時，還深入開展追光計劃——工業(yè)領航、追光計劃——全光運力領航等行動。逐步打造“全光工廠”，研究發(fā)布建設標準，指導發(fā)布千兆光網垂直行業(yè)產業(yè)鏈名錄信息。同時，聯(lián)合行業(yè)伙伴發(fā)布《全光運力研究報告》藍皮書，發(fā)布全光運力評估指數(shù)2.0，并聯(lián)合業(yè)界成立全光創(chuàng)新實驗室等。

  展望2024：新技術引領傳統(tǒng)產業(yè)新發(fā)展

  歲月如梭，充滿挑戰(zhàn)與機遇的2023年即將結束，希望的一年即將開啟。展望2024年，張海懿坦言，智算、超算中心高速光互聯(lián)將繼續(xù)成為光通信的核心驅動力，以滿足對高帶寬、低延遲、高可靠連接的需求?！熬C合來說，超高速率、超大容量、智能化管控，并且適配多應用場景是未來高速光通信的整體發(fā)展趨勢，此外，光傳感、光計算等光信息處理技術快速發(fā)展，將逐步與光通信等領域交叉融合，呈現(xiàn)多元化融合創(chuàng)新演進趨勢?！?

  在傳送網、光模塊器件及信息處理領域，2024年，800G/1.6T光傳輸系統(tǒng)和模塊器件將持續(xù)為行業(yè)的重要關注點，同時集成化、大容量、低能耗也是光傳輸系統(tǒng)及模塊器件的重要發(fā)展趨勢;“C+L”波段系統(tǒng)相關的光放、器件和系統(tǒng)仍有進一步優(yōu)化空間;空分復用是光纖突破Pbps容量的可期路徑，國內還需加大產業(yè)化研究和可行性應用試驗;空芯光纖研究熱點持續(xù);智能化、確定性、數(shù)字孿生等技術持續(xù)與光網絡融合發(fā)展;CPO/LPO、以及可能新出現(xiàn)的其他XPO等延續(xù)競爭發(fā)展;通感一體、光計算與光互聯(lián)等關鍵技術有待加速突破等。

  在接入網領域，50G PON和FTTR為實現(xiàn)端到端萬兆全光接入提供了理想的解決方案。2024年，50G PON將進一步深化應用場景，擴大試點范圍，在光網發(fā)展領先地區(qū)率先實現(xiàn)50G PON的小規(guī)模部署，逐步推動萬兆城市的建設。隨著FTTR標準正式發(fā)布，家庭場景下將由目前1.25G/2.5G非對稱FTTR逐步轉向2.5G對稱速率的FTTR的部署，更好的匹配家庭東西向業(yè)務流量的承載，面向小微企業(yè)的10G速率FTTR預計也將迎來規(guī)模應用。

  光通信是一個傳統(tǒng)產業(yè)，面對人工智能、算力等方面需求的蓬勃發(fā)展，既有機遇又有挑戰(zhàn)，就2024年光通信行業(yè)如何發(fā)展，張海懿提出以下建議：一是需要進一步加大技術研究，推動技術和網絡向高速大容量、智能化、低成本的方向演進，同時注重技術方案的收斂，便于產業(yè)集聚;二是需要建立良好的產業(yè)生態(tài)，政產學研各方協(xié)同推進我國千兆光網的持續(xù)向好發(fā)展，為千行百業(yè)的應用奠定堅實的基礎;三是注重千兆光網的應用推廣，真正把網絡和技術的優(yōu)勢，轉化為國民經濟發(fā)展的加速器和驅動力。