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光通信技术(光通信的最新技术趋势)

  光通信技术(光通信的最新技术趋势)
  大家好,我是小枣君。
  上周,我参加了"2021中国光通信高质量发展论坛",有一些收获与思考。特此撰文,与大家分享。光通信的发展现状
  1966年,华裔科学家高锟博士发表了那篇划时代的经典论文——《光频率介质纤维表面波导》,奠定了光纤通信的理论基础,也开启了伟大的光通信时代。
  高锟(1933-2018)
  如今,光纤通信已经走过了半个多世纪的发展历程。它彻底改变了人类通信技术的发展轨迹,也改变了我们每一个人的生活。
  我们现在之所以能够享受高速且低价的网络连接服务,很大程度上要归功于光纤通信的贡献。
  光纤(光导纤维)
  如今,光纤通信已然成为整个通信网络的支柱和底座。全网超过98%以上的信息,都是通过光纤通信传递的。
  《光纤通信55年的发展》,毛谦,中国信科
  在产业方面,光通信作为承载网(传送网)和数据中心的关键技术,支撑起了规模庞大的产业链。
  根据研究机构的数据,2020年全球光通信下游市场收入规模达到1.4万亿元。而面向未来的光通信,仍然还有很大的发展空间。现网中的数据流量,正在按照每年30%~40%的速度增长。从整体来看,技术变革仍然跟不上业务流量的增长速度。
  流量增长>单光纤流量>端口速率>电子波特率,需要新技术。
  《超100G高速智能光网络关键技术探讨》,张德朝,中国移动。
  在"云-管-端"架构下,光通信的业务流量压力,一方面来自用户端,另一方面来自云端。
  用户端这边很明显。随着5G(蜂窝5G)、F5G(固网5G)的持续发展,4K/8K超高清视频的普及,用户侧终端的带宽在不断增加,承载网(传送网)的带宽也必须紧密跟进。
  云端的带宽增长需求,更多是来自云业务的增长。
  云业务具有横向流量(东西向流量)大的特点,分布式部署的方式,也加剧了这一类型的流量。
  云业务、云服务的增长,刺激了数据中心(DC,Data Center)的建设热潮。
  《高速光模块发展机遇与挑战》,张金双,新易盛
  数据中心之间的连接——DCI(DC Interconnect,数据中心互联),带宽需求明显增加,成为一个重要的增长点。光通信的技术发展路线
  如何才能解决光通信网络带宽不足的问题呢?
  从总体来看,还是两个思路。一,是通过更先进的技术,把传输网网络的物理带宽变得更大。二,是加强网络的调度能力,提升效率。
  这就好比是我们的城市交通。一方面,要把路修得更宽,单车道变双车道、四车道甚至八车道。另一方面,设立更多、更智能的红绿灯,安排更多的交警,进行合理调度。
  我们先看看底层的带宽提升技术。
  目前,光纤通信的单波100G已经广泛商用。200G、400G的光模块光通道,基本上都是基于单波100G。
  单波:100G ▶ 200G
  光口:400G ▶ 800G ▶ 1.2T ▶ 1.6T
  《高速光模块发展机遇与挑战》,张金双,新易盛
  400G光模块在2019年左右就已经成熟商用,主要是国外Google、Facebook等公司的数据中心在普及。国内并没有广泛采用400G,一方面是因为要循序渐进(考虑成本),另一方面是基于网络架构的需求。也就是说,如果运营商的网络架构,设计接口是需要200G,那就是用200G,没有必要强行上400G。
  未来,单波400G将是下一代OTN技术的基础传输速率。
  从底层技术来看,提升带宽的主要手段,还是离不开最基础的通信原理。
  方法一,采用更先进的调制技术。
  《超100G高速智能光网络关键技术探讨》,张德朝,中国移动
  方法二,使用更大的频谱带宽。
  一般情况下,波道采用C波段,频谱资源是4THz。扩展为CE波段后,频谱资源增加20%,为4.8THz。如果采用C++波段,是6THz。如果采用C+L波段,是11THz,相比C波段提升了175%。

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