算網融合下，400G和超400G光網絡成為大勢所趨

今年2月，國家各部門聯(lián)合發(fā)布文件，正式啟動了“東數(shù)西算”工程，將東部的算力需求有序引導到西部。然而，東數(shù)西算工程的啟動，不僅需要面向數(shù)據(jù)中心、云計算、大數(shù)據(jù)業(yè)務等算力基礎設施的建設，網絡能力也要同步升級。在這個工程建設的過程中，400G的光網絡將成為其中的主力軍。

光網絡憑借大容量、長距離、低時延和低抖動的優(yōu)勢，可以說是算網融合最合適的載體，而為了建設這樣一個全光算力網絡，首先就要滿足大容量高速度的需求，也就是400G和超400G光網絡技術。

城域流量劇增下，長途流量同樣不可小覷

在疫情卷土重來的當下，由于居家辦公和居家學習帶來了一定的流量劇增，尤其是視頻和游戲帶來的流量，從當前的需求預測來看，這個增速短期內不會下滑?，F(xiàn)在的單波400G已經可以做到1000km的傳輸距離，足以用來解決城域和區(qū)域的數(shù)據(jù)中心互聯(lián)等問題。

東數(shù)西算工程版圖 / CCTV

這樣的表現(xiàn)對于東數(shù)西算工程來說還有一定差距，要知道長三角到內蒙古或貴州等地的距離都在1000km以上。除此之外，同樣增加的還有海底傳輸，使得這類長途傳輸?shù)膸捲鲩L速度開始超過城域傳輸。

為此，在建設400G光網絡的過程中，將傳輸距離提升至1000km乃至2000km以上，同樣是一大需求。為此，不少廠商都計劃在光纖上換代，改用新型的G.654E光纖。這種新的光纖具備低損耗和大有效面積的特征，可以有效提升傳輸距離。

400G光網絡提出的新要求

在骨干網的建設中，80波系統(tǒng)起到了決定性的作用，隨著光網絡從100G提升至400G，乃至后續(xù)的400G，系統(tǒng)總容量同樣增加了對應的倍數(shù)，從8T提升至了32T。如此一來傳統(tǒng)的C波段已經無法滿足長距離傳輸?shù)囊螅切枰獢U展至C+L波段。

不過與國外C4.8T+L4.8T的波段擴展方案不同，國內的設備和運營廠商在400G光網絡上，更傾向于做到C6T+L6T。波段擴展技術面臨的挑戰(zhàn)也不少，比如有的波段不適合長距離傳輸，或是SRS效應影響嚴重、需要更優(yōu)異的光放大器等。

多芯少模光纖 / Nature

還有一種提升傳輸容量的思路就是空分復用SDM技術，以多芯、少模光纖來傳輸多路信號，這類光纖已經多次被證實將單模光纖的容量大幅提升。但這一方案需要重新鋪設光纖，無法像C+L一樣基礎資源利舊，所以從商業(yè)角度來說短期內不會落地。

800G啟動元年卻又任重道遠

未來幾年中，400G勢必將作為主要的光網絡技術方案，但從芯片廠商、模組廠商和運營商的動向中也可以看出，800G的開發(fā)已經提上日程。不僅主流國際標準組織開始了800G相關標準的研究，今年也將迎來800G產品的正式發(fā)布，可以說是800G的啟動元年，相應的，這也對于芯片技術創(chuàng)造了挑戰(zhàn)，要求做到800G的全場景覆蓋，硅光芯片可以說是不可或缺的。800G的硅光相干收發(fā)芯片對制造工藝提出了更高的要求，基本都要用5nm到7nm的工藝來解決，有的還需要先進的聯(lián)合封裝技術來支撐。

800G光模塊 / 華工正源

比如去年華工正源就發(fā)布了800G的SR8\DR8\2*FR4光模塊，且用到了自研的硅光芯片，其800G的OSFP SR8產品用到了基于7nmCMOS工藝的ODSP，將功耗做到了12W。而英特爾也在去年公開了其800G OSFP DR8光模塊產品，并預計于今年年初開始量產。

即便如此，800G光網絡的發(fā)展還面臨著不少問題，比如800G需要將波特率提升至90GBd，但在長距離傳輸下?lián)p耗依然較大，或許仍要考慮使用更高波特率的器件，比如諾基亞在收購Elenion后，目前就在研一款5nm最高130GBd的硅光芯片。

再者就是上文提到的波段問題，C+L或許對于400G來說已經足夠，但對于800G網絡來說依然無法滿足要求，所以需要探索O/E/S/U等新波段來解決容量該問題。但探索這類多波段波分復用傳輸技術對整個產業(yè)鏈再度提出了創(chuàng)新需求，比如光纖、光放大器等，業(yè)界仍在研究相關的解決方案。所以即便在800G產品面世下，800G光網絡的建設依然任重道遠。