查看原文
其他

韦乐平:开启T比特时代

高超 通信产业网 2023-10-19


光通信的更大进步,在于光器件、光芯片的突破。


“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,但是光器件的成本高昂,是光通信‘瓶颈的瓶颈’。”工业与信息化部通信科学技术委员会顾问、中国电信集团有限公司科技委主任韦乐平,在6月14日召开的一个2023光网络研讨会上作如上表述。


工业与信息化部通信科学技术委员会顾问、中国电信集团有限公司科技委主任韦乐平表示,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,但是光器件的成本高昂,是光通信“瓶颈的瓶颈”。


韦乐平认为,网络容量的需求和提升是永无止境的。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这类大模型需要海量优质数据喂料,将来视频大模型有过之而无不及;视频已经成为第一驱动力,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要更高速率带宽和低时延;元宇宙的沉浸式体验也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30万倍,年降幅约30%。


韦乐平指出,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。而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提升,与之匹配,减少传输成本,多年来这个规律一直未变。


不过,骨干传送网流量出现了新趋势。近年来,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,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。


据统计,2010—2020年,光传送网总容量的年均增长率达33%。特别是,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。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。


T比特时代正在到来。韦乐平认为,DSP、光模块、传输系统是判断T比特时代是否到来的三个要素。


从全球主要厂商的研发进度来看,T比特DSP、光模块都已基本成熟。其中,在DSP方面,Acacia、NEL、诺基亚的1.2Tbps DSP产品预计2023年中可以商用,Infinera、Ciena的DSP产品预计在2024年达到商用水平;在光模块方面,400G光模块已经在现网规模应用,400G相干光模块技术已经成熟,其中Coherent发布了基于200G通道的800G和1.6T光模块,传输距离10Km;旭创科技展示了1.6T的OSFP-XD和低功耗的800G OSFP DR8产品等。


在传输系统方面,国内外均有运营商开展了现网试验。Windstream利用Acacia Jannu DSP的系统在1Tbps速率传输至少541km,GlobalConnect使用Nokia的PSE 6s系统在800Gbps速率传输至少2019km,中国移动利用Acacia Jannu DSP的系统在400Gbps速率传输5616Km。


尽管面向T比特时代的DSP、光模块、传输系统在技术层面都实现了快速发展,但是在商用落地方面仍面临较大挑战。


韦乐平指出,光系统对于光器件的总体要求是高速率、高集成、低功耗、低成本。


韦乐平表示,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”。因为摩尔定律适用分组、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。


在传输系统方面,80波400G QPSK码型的C6T+L6T波段光传输系统中的光器件成本占比高达90%,800G和1.6T只会更高。在核心路由器方面,400G核心路由器的光器件成本占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。在光接入方面,随着技术进步和大规模集采,10G PON光模块成本占比下降至35%,但未来50G PON、WDM-PON光模块成本占比将更高;在交换机方面,数据中心交换机的光模块成本增速很快,在400Gbps速率,数据中心交换机光模块成本已超过交换机本身,高达50%。


为此,韦乐平指出,光系统对于光器件的总体要求是高速率、高集成、低功耗、低成本。光子集成(PIC)将是满足这些要求的主要突破方向,其中磷化铟(InP)是唯一大规模单片集成技术,硅光(SIP)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。而基于硅光的光电共封装(CPO)技术则是进一步降低功耗、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。


对于光通信的发展,韦乐平寄予了极大希望,在演讲中呼吁光器件、光芯片领域争取能有所突破,否则看不到光通信的发展前景,毕竟光系统研发再厉害,也只能改进小小的,核心突破还在于光器件、光芯片。“T比特时代即将来临,或者正在来临,希望DSP、光模块等核心部件的研发能够持续发展和突破。”韦乐平表示。


采写:高超
编辑、校对:胡媛
指导:新文


推荐阅读
为数字化而生:走进中国联通第四张网
最大规模RedCap预商用验证:阐明什么?
电信日特稿 | 数字使者:世界地图中的中国通信身影
电信日 | 为消弭数字鸿沟贡献联通力量
云宙时代:联通腾讯合营公司成立!
首季用户市场:5G套餐渗透整体破七成

您可能也对以下帖子感兴趣

文章有问题?点此查看未经处理的缓存