广西400G创新试点意味着什么？

高超

随着广西移动与中兴通讯合作完成全球首个120波400G OTN创新试点现网工程，距离400G系統全网大规模商用又近了一步。

据了解，120波400G OTN现网试点在省干南宁城域核心调度系统的南宁608厂和南宁白沙两个网络节点之间进行，网络采用全Mesh互联架构，单向线路长度约20km。工程于2020年9月启动，期间经历方案整体规划、网络选点、设备选型，以及开通调试等环节和过程。

广西移动相关负责人表示，通过该试点应用，广西移动获得了丰富的方案选型和现网应用经验，为后续规模化商用提供铺垫。

不仅如此，推动400G OTN系统建设和商用可有效解决传输容量不足的问题，并且通过整体容量的提升，能够降低单Gbit功耗和建网成本，降低运营成本。特别是，对中国建设中国—东盟信息港，推动数字互联互通，打造“数字丝绸之路”等方面，具有非常重要的意义。

为什么开展试点？

在5G新基建的浪潮下，云计算、大数据等新技术快速发展。广西移动正在大力推动发展云化数据中心，构建新型智慧城市。与此同时，日趋复杂多样化的业务需求使得网络流量成倍增长、网络规模急剧扩张。

特别是，南宁城区内各IDC机房间互联需求爆发，专线需求迅速增长。从网络发展规模以及长期规划来看，省干南宁城域核心调度系统对网络容量和传输速率都有迫切提升的需求。

上述负责人表示，随着单载波400G OTN逐渐商用，如何在单波速率不变的情况下，有效扩展传输容量，已成为通信运营商关注的新课题。与此同时，广西移动也希望通过探索在现网OTN设备不变的情况下，如何新增光方向以实现超大容量传输的需求。

据介绍，本次试点广西移动最终选定了120波400G方案，对传输频谱带宽和传输速率做了全面评估。结果显示，该方案仅占用50GHz波道间隔，相比100G占用50GHz的传统方案，频谱效率提升4倍。与此同时，通过光谱资源的扩展及频谱效率的提升，还可以实现单纤传输容量48T，可以充分满足未来各种场景的业务承载。

上述负责人表示，通过试点应用，广西移动积累了丰富的经验。比如，在网络规划中，要具备长期发展思维，优先部署采用灵活栅格技术的WSS光层单板，可以支持速率从200G向400G、800G、1T平滑提升。此外，在电层设备的选型方面，本次采用的中兴通讯ZXONE 19700电层OTN设备，槽位带宽高达1T，也同样具备平滑升级的能力。

谁参与了试点？

广西移动本次试点的合作伙伴主要是中兴通讯。

据悉，该试点采用了中兴通讯ZXONE 19700设备。该产品支持64个槽位，每槽位可提供1T背板带宽、64T交叉容量。

在传输容量方面，中兴通讯在现网100G和200G系统中通过新增光方向维度，采用120波C++波段方案，将传输带宽提升至6THz，相比C波段光谱资源提升1.5倍，并将单波速率提升至400G。同时，120波400G方案仅占用50GHz波道间隔，相比100G占用50GHz的传统方案，频谱效率提升4倍。通过光谱资源的扩展及频谱效率的提升实现单纤传输容量48T。

在业务接入方面，测试验证了GE/10GE/100GE/OTU2/OTU4等多种业务接入需求，可以充分满足未来各种场景的业务承载。

在传输性能方面，基于400G PM-64QAM调制方式，验证了传输后OSNR 稳定性、频谱分配灵活性，并实现24小时以上无误码传输能力，为适配多样化城域互联场景打下坚实的基础。在能耗方面，相对于100G OTN系统，400Gbit能耗可下降50%以上，更有利于构建绿色生态的节能网络。

在此次试点过程中，广西移动与中兴通信共同确定了120波400G OTN试点的相关技术，如基于PM-64QAM的高阶调制模式，频谱带宽压缩至50GHz，提高波道利用率;另外要实现120波400G系统需采用C++波段光系统，需要确定合分波和激光器需要进行重新设计定型，广西移动和中兴通信结合现网实际情况，用最短的时间确定方案，并由中兴通信及时提供了硬件支持，满足了在2020年11月底完成组网测试的时间要求。

400G系统距离全网商用还有多远？

从早期的G.654.E光纤商用，到400G高速光模块的研发，再到超100G省干线网络的部署，400G的发展始终是业界关注的焦点。

事实上，在2020年，中国移动完成单波200G省干网设备集采，中国电信在深圳顺利完成了国内首个400G OTN集群系统建设并成功验收第一个文华节点。而今年，中国移动又在南宁完成了上述现网试点项目。显而易见，400G系统距离全网大规模商用已经很近了。尤其是在国内IDC互联等短距离场景，400G系统已经有了初步应用。

但是，上述负责人坦言，400G系统后期要进行大规模商用还需要克服三个难点。

首先是传输距离的限制，单波速率采用更高阶的调制方式后，传输距离会缩短。目前业界使用的高阶调制码型通常为16QAM、64QAM，后续可考虑通过采用QPSK等低阶码型进行相位调制，但是会降低系统传输容量。

其次也可以考虑采用超低损光纤，如G.654E等新型大横截面光纤类型，可进一步延长传输距离，实现容量、速率和传输距离之间的均衡。

最后是建网成本方面，400G OTN规模化应用需要上下游产业链的共同努力，通过需求定制、现网充分应用提高发货量，进一步降低发货成本。

他山之石

从全球范围来看，单波400G实验室测试已经启动。上述负责人认为，从国外相关测试中，有三个方面的经验值得借鉴。

首先是网络规划要因网制宜，比如，在长长中继这种短距离且调度需求大的网络，可以选择64QAM编码50GHz间隔的400G部署方案，传输容量高达48T，既满足了网络大容量需求，又能保证短距离安全传输。

其次是网络建网设备选型要支持长期演进，比如，本次选用的现网支持1T槽位带宽的19700设备，架构先进，支持SDN、超100G平滑演进，可以满足未来5至10年内的业务需求。

最后是作为运营商要积极探索尝试新技术，网络不能固化，要在现网的基础上探索新的网络技术，比如，本次应用的C++超宽频谱，高阶调制的400G波长等。只有网络不断地演进，才能适应不断变化的用户侧业务需求。

从国内外的研究成果和发展趋势来看，400G系统已经成为支撑5G时代，乃至未来6G时代流量需求大规模增长的重要信息基础设施之一，以及光通信行业重点发力的对象。而广西移动在全球首次完成现网基于C++频谱带宽的120波400G试点，预示着中国在该领域的研究已经处于世界前列，同时也意味着400G系统的大规模商用即将到来。