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    中國(guó)移動(dòng)李晗:反諧振空芯光纖或?qū)⒊蔀槌咚俟鈧鬏斚到y(tǒng)的理想介質(zhì)

    9月6日消息(九九)第24屆中國(guó)國(guó)際光電博覽會(huì)(CIOE)9月6-8日在深圳國(guó)際會(huì)展中心舉辦,在首日舉辦的“算力網(wǎng)絡(luò)與光技術(shù)發(fā)展論壇”上,中國(guó)移動(dòng)集團(tuán)級(jí)首席專(zhuān)家、中國(guó)移動(dòng)研究院基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究所所長(zhǎng)李晗表示,中國(guó)移動(dòng)提出“算力網(wǎng)絡(luò)”全新理念,面向算網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建、業(yè)務(wù)融合創(chuàng)新和創(chuàng)新技術(shù)引領(lǐng)三條主線,系統(tǒng)性推進(jìn)算力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展,加快構(gòu)建“連接+算力+能力”的新型信息服務(wù)體系。

    李晗進(jìn)一步表示,超大帶寬和超低時(shí)延是東數(shù)西算等業(yè)務(wù)的核心需求,基于400G技術(shù)構(gòu)建大容量、低時(shí)延的新型全光骨干網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)算力網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)的關(guān)鍵舉措。當(dāng)前400G超長(zhǎng)距已經(jīng)進(jìn)入規(guī)模商用的關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn),中國(guó)移動(dòng)正協(xié)同產(chǎn)業(yè)鏈推進(jìn)400G技術(shù)和產(chǎn)業(yè)成熟,迎接400G規(guī)模商用元年。

    核心器件技術(shù)突破助力光通信產(chǎn)業(yè)走向?qū)捵V新時(shí)代

    李晗將400G比作光傳輸網(wǎng)的5G,是開(kāi)啟骨干網(wǎng)下一個(gè)周期的重大變革性代際技術(shù)。中國(guó)移動(dòng)5年來(lái)歷經(jīng)4次現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)和多次實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證,就400G進(jìn)行持續(xù)性的系統(tǒng)研究和攻關(guān)。目前已經(jīng)發(fā)布世界最長(zhǎng)距離400G光傳輸現(xiàn)網(wǎng)技術(shù)試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò),召開(kāi)3次技術(shù)發(fā)布會(huì)推進(jìn)實(shí)現(xiàn)400G長(zhǎng)距傳輸3項(xiàng)試驗(yàn)紀(jì)錄,為構(gòu)建算力網(wǎng)絡(luò)的大帶寬、低時(shí)延全光底座打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

    其中,基于G.652.D光纖實(shí)現(xiàn)400G QPSK浙江寧波←→貴州貴安5616km傳輸,創(chuàng)現(xiàn)網(wǎng)傳輸世界紀(jì)錄;基于G.654.E光纖實(shí)現(xiàn)400G QPSK 7000km傳輸,是目前實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的最高水平;基于G.652.D光纖實(shí)現(xiàn)全球最長(zhǎng)距離的經(jīng)典商用場(chǎng)景80×400G QPSK湖南隆回←→貴州貴安1673km現(xiàn)網(wǎng)試驗(yàn)。

    通過(guò)方案設(shè)計(jì)、理論分析、試驗(yàn)驗(yàn)證,400G QPSK相對(duì)16QAM-PCS整體性能提升2dB、傳輸距離提升50%+,明確成為骨干長(zhǎng)距傳輸解決方案。但是定義400G骨干全光網(wǎng)進(jìn)入寬譜時(shí)代,還需統(tǒng)一和引導(dǎo)400G全產(chǎn)業(yè)鏈向C6T+L6T寬譜架構(gòu)演進(jìn),實(shí)現(xiàn)130GBd調(diào)制器、寬譜EDFA、WSS等關(guān)鍵器件和有源模塊技術(shù)突破。

    李晗指出,400G調(diào)制格式的選型直接決定調(diào)制器技術(shù)方案,QPSK對(duì)調(diào)制器要求更為嚴(yán)苛。而高帶寬調(diào)制器的突破推動(dòng)信號(hào)符號(hào)率從~30GBd提升四倍至~130GBd,滿足400G QPSK高性能傳輸。當(dāng)前,C6T與L6T分體式ITLA性能已滿足規(guī)模應(yīng)用需求,線寬<150kHz,支持400G超1500km傳輸,但400G QPSK光模塊均為MSA固定模塊,以滿足長(zhǎng)距傳輸性能為主,封裝形式有待優(yōu)化。

    此前L6T放大器尚屬空白,鉺離子在L波段長(zhǎng)波增益難以提升、放大效率低,體積相比C6T放大器提升60%。當(dāng)頻譜擴(kuò)展至12THz C6T+L6T后,受激拉曼散射效應(yīng)(SRS)帶來(lái)的功率轉(zhuǎn)移問(wèn)題凸顯,但也減小了L波段長(zhǎng)波的等效跨損,補(bǔ)償L長(zhǎng)波由于NF和增益較差丟失的性能,緩解對(duì)L波段放大器性能要求。李晗介紹,中國(guó)移動(dòng)聯(lián)合產(chǎn)業(yè)集中攻關(guān),國(guó)內(nèi)主流廠家已支持分立式12THz EDFA,后續(xù)向小型化、C+L一體化演進(jìn),但他同時(shí)指出,400G 80波系統(tǒng)性能目前受限于L波段EDFA的噪聲系數(shù),需進(jìn)一步提升L6T-EDFA性能。

    此外,L6T波段WSS技術(shù)趨于成熟,性能已達(dá)到C6T波段WSS水平;C+L波段WSS由采用分體式設(shè)計(jì)向一體化的12THz C+L波段WSS演進(jìn)。

    反諧振空芯光纖是未來(lái)超高速光傳輸系統(tǒng)可能的理想介質(zhì)

    李晗進(jìn)一步指出,下一代光通信進(jìn)一步提升性能需要前沿性、顛覆性技術(shù)發(fā)展,并需適時(shí)進(jìn)行技術(shù)收斂和標(biāo)準(zhǔn)化。

    例如反諧振空芯光纖,它能夠在波導(dǎo)內(nèi)實(shí)現(xiàn)空氣/真空導(dǎo)光,突破現(xiàn)有實(shí)芯單模光纖的固有時(shí)延極限和非線性香農(nóng)極限,為智算網(wǎng)絡(luò)和分布式大模型提供全新的高性能底座,有望改變半個(gè)世紀(jì)以來(lái)基于實(shí)芯光纖的光通信行業(yè)。

    李晗介紹,反諧振空芯光纖自2002年發(fā)明以來(lái),通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化,損耗已從500dB/km降至0.138dB/km,超越了實(shí)芯光纖0.142dB/km的損耗極限,是未來(lái)超高速光傳輸系統(tǒng)可能的理想介質(zhì)。并且,反諧振空芯光纖降損曲線與50年前石英玻璃光纖趨勢(shì)類(lèi)似,極具潛力。相關(guān)光傳輸系統(tǒng)研究也在快速推進(jìn),國(guó)內(nèi)外基本處于同一起跑線。

    李晗強(qiáng)調(diào),在通信領(lǐng)域,光纖作為大規(guī)模商用的產(chǎn)品必須標(biāo)準(zhǔn)化。以往實(shí)芯光纖只需統(tǒng)一模場(chǎng)直徑等關(guān)鍵特性,無(wú)需限定摻雜和結(jié)構(gòu),即可實(shí)現(xiàn)互連互通。但反諧振空芯光纖變?yōu)橐越Y(jié)構(gòu)決定光纖特性,結(jié)構(gòu)不同則無(wú)法直接互連,必須實(shí)現(xiàn)歸一與標(biāo)準(zhǔn)化,為大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)鋪平道路,從而實(shí)現(xiàn)低成本規(guī)模量產(chǎn)。

    當(dāng)前,中國(guó)移動(dòng)正在與北京大學(xué)、暨南大學(xué)等伙伴從光纖設(shè)計(jì)與拉制、面向空芯光纖的光通信系統(tǒng)攻關(guān)、產(chǎn)業(yè)生態(tài)和標(biāo)準(zhǔn)化等方面深度合作,聯(lián)合推進(jìn)空芯光纖及其光傳輸系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展。并提出利用高階調(diào)制測(cè)量非線性相移的空芯光纖超低非線性系數(shù)測(cè)量方法,首次實(shí)現(xiàn)空芯光纖克爾非線性系數(shù)的上限測(cè)定。

    在28dBm入纖下,190m長(zhǎng)空芯光纖800G PCS-64QAM實(shí)時(shí)信號(hào)傳輸,掃波后均未觀察到明顯的非線性代價(jià)(<0.2dB),而等長(zhǎng)單模光纖已經(jīng)超過(guò)BER門(mén)限,進(jìn)一步驗(yàn)證了空芯光纖的超低非線性效應(yīng)。

    演講的最后,李晗倡議整個(gè)光通信行業(yè)聯(lián)合起來(lái),光產(chǎn)業(yè)成立FNPP或者FNF(Fixed Network Partner Project/Fixed Network Forum),形成合力,推動(dòng)整個(gè)光通信的代際演進(jìn)及產(chǎn)學(xué)研結(jié)合。

    極客網(wǎng)企業(yè)會(huì)員

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    2023-09-06
    中國(guó)移動(dòng)李晗:反諧振空芯光纖或?qū)⒊蔀槌咚俟鈧鬏斚到y(tǒng)的理想介質(zhì)
    中國(guó)移動(dòng)李晗:反諧振空芯光纖或?qū)⒊蔀槌咚俟鈧鬏斚到y(tǒng)的理想介質(zhì),C114訊 9月6日消息(九九)第24屆中國(guó)國(guó)際光電博覽會(huì)(CIOE)9月6-8日在深圳國(guó)際會(huì)展中心

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