光器件成光网络“瓶颈的瓶颈”，T比特时代如何突破？

在今日举办的2023中国光网络研讨会上，中国电信集团科技委主任韦乐平以“T比特时代正在开启”发表了主题演讲。

韦乐平认为，业务带宽需求几乎是永无止境，驱动光网络向T比特时代演进。目前来看，T比特时代的DSP、光模块基本成熟，传输系统试验也在推进中，主要的瓶颈，在于光器件的成本高昂，堪称光通信“瓶颈的瓶颈”。

无需担忧需求侧

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光网络带宽在快速提升，可轻松满足4K/8K视频所需的30Mbps~100Mbps带宽需求。但来自业务侧的创新不断，对带宽需求几乎是永无止境。例如VR技术基础带宽需求为773Mbps，超VR可达7.92Gbps。自动驾驶所需带宽也要3Gbps。

今年科技行业最火爆的话题，就是chatGPT。这类AI大模型需要海量的优质数据喂料，对算力需求飙升。未来还会有视频大模型，对带宽需求之大难以预测。韦乐平介绍，元宇宙的沉浸式体验，可能将产生天量大数据。

据统计，2010~2020年，10年传送网总容量年均增长33%，2016年后已有多个传输链路段容量超过30T，2021年最大传输链路段容量达到118T，呼唤400G光网络承载。预计到2023年，最大传输链路容量可再度增长3倍以上，达到387T。

韦乐平指出，近年来，IP网络架构的扁平化，带来更多连接局向和东西向流量，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，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比特三大要素基本成熟

T比特已经成为今年OFC探讨的前沿热点。T比特时代到来，主要有三大要素：DSP、光模块、传输系统。韦乐平指出，从DSP来看，T比特DSP已经基本成熟，Acacia和NEL的1.2Tbps DSP产品，基于5nm工艺，具备136G和140G波特率，预计2023年中可以商用。

诺基亚的PSE 6s，1.2Tbps DSP产品，基于5nm工艺，130G+波特率，预计2023年底可以商用。此外，Infinera、Ciena的DSP产品预计在2024年达到商用水平。

T比特光模块也基本成熟。400G速率的光模块已经在现网规模应用，400G相干光模块技术已经成熟。Terabit BiDi MSA联盟发布了基于100G通道的800G和1.6T光模块；Coherent发布了基于200G通道的800G和1.6T光模块，传输距离10Km。Sumitomo、Lumentum也发布了200G EML器件。

此外，旭创科技展示了1.6T的OSFP-XD和低功耗的800G OSFP DR8产品，博通展示了采用CPO（光电共封装）技术的51.2T交换机，这款产品800G光模块是必选配置。

最后在传输网络试验方面，国内外均有运营商开展了现网试验。国内中国移动今年3月完成了400G速率传输了5616Km，创造了世界纪录。韦乐平判断，基于QPSK码型的130G波特率80波400G系统，将在2024年商用，2025年规模商用。

光器件是光通信“瓶颈的瓶颈”

业务需求驱动和技术走向成熟，业界都在期待中国移动以及更多运营商部署400G骨干网络。韦乐平指出，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”，光芯片更是“瓶颈的立方”。

原因在于，摩尔定律不适用以手工为主的光通信技术。光传输方面，一个80波400G QPSK码型的C6T+L6T波段的光传输系统，光器件成本高达90%。800G和1.6T只会更高。核心路由器方面，400G核心路由器，光器件成本占15%，随着背板芯片互连、板卡互连光化，光域的成本还将增加。光接入方面，10G PON光模块成本占比下降至35%，但未来50G PON、WDM-PON光模块成本占比会更高。此外400G数据中心交换机，光模块成本占比超过50%，比交换机本身更贵。

光通信需要光器件高速率、高集成、低功耗、低成本。韦乐平认为，光子集成式主要突破方向，其中磷化铟（InP）是唯一的大规模单片集成技术，硅光则是最具潜力的突破方向，可以将电域的CMOS工艺的投资、设施、经验和技术用在光域。

最后，韦乐平也谈到当前资本市场最火热的光通信技术——CPO，认为基于硅光集成的CPO技术是进一步降低功耗、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。

C114通信网 刘定洲

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