10/08/2023，光纖在線訊，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展導(dǎo)致光網(wǎng)絡(luò)帶寬需求猛增，每年以20%以上的速度增長，推動光傳輸網(wǎng)絡(luò)向更高速率、更大容量的解決方案發(fā)展。

目前，單波100G/200G WDM系統(tǒng)已在運(yùn)營商骨干網(wǎng)大規(guī)模商用部署，單波400G系統(tǒng)已從城域網(wǎng)走向骨干網(wǎng)，成為業(yè)界關(guān)注和應(yīng)用的焦點(diǎn)。行業(yè)。隨著400G光傳輸標(biāo)準(zhǔn)在各標(biāo)準(zhǔn)組織達(dá)成共識，Beyond 400G成為各標(biāo)準(zhǔn)組織感興趣的新話題。

光傳輸標(biāo)準(zhǔn)組織概況
光傳輸技術(shù)涉及的國際標(biāo)準(zhǔn)組織主要有ITU-T SG15、OIF、IEEE802.3以及各種MSA（多源協(xié)議），各國際標(biāo)準(zhǔn)組織的職責(zé)分配以及與光傳輸設(shè)備的對應(yīng)關(guān)系。



光傳輸客戶設(shè)備輸出的100/200/400/800GE以太網(wǎng)接口規(guī)范由IEEE802.3定義。連接WDM設(shè)備和客戶設(shè)備的客戶側(cè)光模塊相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)由OIF/MSA定義。WDM設(shè)備涉及到的業(yè)務(wù)信號封裝和光傳輸系統(tǒng)，系統(tǒng)規(guī)范由ITU-T SG15定義，其中ITU-T SG15 Q5涉及光纖，Q6涉及WDM系統(tǒng)和光器件，Q11定義了OTN幀結(jié)構(gòu)、映射，以及其他技術(shù)。線路側(cè)光模塊實(shí)現(xiàn)由OIF/MSA定義。

國內(nèi)光傳輸標(biāo)準(zhǔn)組織主要有CCSA TC6 WG1和WG4工作組。WG1標(biāo)準(zhǔn)化的WDM設(shè)備具有較高的權(quán)威性，基本反映了國內(nèi)三大運(yùn)營商的要求和設(shè)備商的能力，而WG4主要定義了不同速率和應(yīng)用的光模塊標(biāo)準(zhǔn)。

Beyond 400G光傳輸標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展

近年來，OIF一直在各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組織中引領(lǐng)400G和800G相干光系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作。2022年，OIF完成了400ZR標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。目前正在制定800G LR和ZR的規(guī)范，包括光系統(tǒng)參數(shù)、FEC、DSP、OTN映射等技術(shù)方面。預(yù)計(jì)將于2024年底完成。OIF的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展對ITU-T和IEEE 802.3的800G標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)趨勢具有重要影響。

IEEE802.3在以太網(wǎng)接口規(guī)范方面具有絕對的權(quán)威。IEEE802.3正在標(biāo)準(zhǔn)化800G/1.6T以太網(wǎng)接口，包括單通道100G和200G兩路不同傳輸距離的接口。值得一提的是，2023年，IEEE802.3dj項(xiàng)目中就800G 10km應(yīng)用是否采用IMDD（強(qiáng)度調(diào)制和直接檢測）還是相干技術(shù)進(jìn)行了激烈的討論。

最終，802.3dj決定為800G 10km設(shè)定兩個(gè)項(xiàng)目目標(biāo)，采用不同的技術(shù)解決方案�？梢钥吹剑�隨著單通道速率的提升，相干技術(shù)正在不斷下沉和拓展其應(yīng)用場景。

ITU-T SG15 Q6工作組自2018年發(fā)布100G DWDM規(guī)范以來，400G/800G的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展緩慢。根本原因是ITU-T致力于標(biāo)準(zhǔn)化兼容多個(gè)制造商和嘗試的DWDM系統(tǒng)尋找一個(gè)參數(shù)來確定發(fā)射機(jī)的質(zhì)量，但對于采用相干調(diào)制的DWDM系統(tǒng)很難取得滿意的結(jié)果。

2023年2月，Q6會議決定重啟400G標(biāo)準(zhǔn)化，并對800G標(biāo)準(zhǔn)化采取開放態(tài)度。同時(shí)，Q6未來對C+L擴(kuò)展頻段的需求在800G DWDM的應(yīng)用中得到了認(rèn)可，Q6在400G和800G標(biāo)準(zhǔn)化方面的表現(xiàn)值得期待。

CCSA TC6 WG1先后完成了Nx400G光波分復(fù)用（WDM）系統(tǒng)的一系列行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，包括《Nx400G光波分復(fù)用（WDM）系統(tǒng)技術(shù)要求》、《城域Nx400G光波分復(fù)用（WDM）技術(shù)要求》 ）”和“擴(kuò)展C波段光波分復(fù)用（WDM）系統(tǒng)的技術(shù)要求”。這些標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了400G骨干、城域和擴(kuò)展C頻段的應(yīng)用，調(diào)制格式主要指定2x200Gbit/s PM-16QAM/PM-QPSK和400Gbit/s PM-16QAM。

同時(shí)，隨著DSP（數(shù)字信號處理）和高性能FEC（前向糾錯(cuò)）技術(shù)的發(fā)展以及運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需求，兩個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，《Nx400Gbit/s超長距離光波分復(fù)用（WDM）系統(tǒng)技術(shù)要求》和《城域Nx800Gbit/s光波分復(fù)用（WDM）系統(tǒng)技術(shù)要求》是近兩年啟動的。這些標(biāo)準(zhǔn)將規(guī)定120Gbd以上基于QPSK調(diào)制格式的WDM光系統(tǒng)，并啟動800G城域網(wǎng)的研究，使我國走在長距離、高速的前沿。DWDM標(biāo)準(zhǔn)化。

CCSA TC6 WG4近三年來完成了400G強(qiáng)度調(diào)制和相位調(diào)制技術(shù)的7個(gè)系列標(biāo)準(zhǔn)，并啟動了800G光模塊標(biāo)準(zhǔn)化工作，以支持光系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用需求。

400G及Beyond 400G的進(jìn)展

ITU-T SG15 Q11工作組作為OTN技術(shù)的主要標(biāo)準(zhǔn)制定者，就400G OTN標(biāo)準(zhǔn)以外的階段性討論達(dá)成共識。第一階段主要圍繞800G OTN標(biāo)準(zhǔn)制定，主要關(guān)注如何承載800GE以太網(wǎng)業(yè)務(wù)、800G FlexO接口技術(shù)等，預(yù)計(jì)2023年底完成相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。第二階段重點(diǎn)是OTN 800G以上接口技術(shù)，將是2023年后標(biāo)準(zhǔn)討論的重點(diǎn)。

在第一階段工作中，ITU-T SG15 Q11已達(dá)成多項(xiàng)共識。針對承載IEEE802.3規(guī)定的800GE客戶端業(yè)務(wù)，確定了ODUflex（800G）速率以及800GE到OTN映射的參考點(diǎn)。從800GE以太網(wǎng)接口恢復(fù)的兩路257B格式的數(shù)據(jù)流按照257B的粒度進(jìn)行交織，形成一股數(shù)據(jù)流。

同時(shí)，為了解決257B帶來的對齊和MTTFPA（平均誤包接受時(shí)間）問題，將ODUflex 4×3808行凈荷分為257B的整數(shù)倍塊和38bit填充，其中使用了32bit攜帶CRC32完成相關(guān)錯(cuò)誤標(biāo)記功能。為了簡化ODUflex與以太網(wǎng)接口的時(shí)鐘倍頻關(guān)系，對于這257B數(shù)據(jù)流還需要進(jìn)行速率補(bǔ)償，以彌補(bǔ)800GE以太網(wǎng)處理中刪除的AM速率。

與400GE相比，為了節(jié)省傳輸帶寬，縮小以太網(wǎng)業(yè)務(wù)速率與OTN速率的差距，增加以太網(wǎng)業(yè)務(wù)與OTN速率同模塊的可能性，800GE到OTN映射的參考點(diǎn)由66B改為碼流轉(zhuǎn)為257B碼流。800GE PMA接口到OTN傳輸網(wǎng)絡(luò)的處理功能如下圖。



在FlexO接口技術(shù)方面，根據(jù)傳輸距離不同，分為FlexO-x-RS短距離接口和FlexO-xD長距離接口。其中，G.709.1中規(guī)定了FlexO-x-RS短距離接口，主要用于域間和域內(nèi)互連，傳輸距離通常在40km以內(nèi)。FlexO-xD接口在G.709.3中規(guī)定，主要用于相干接口的長距離互連，傳輸距離通常為100~450km。

短距離接口標(biāo)準(zhǔn)方面，確定先修改G.709.1，定義通用的FlexO-8幀結(jié)構(gòu)、速率、開銷和映射技術(shù)，也方便OIF或OpenRoadm等其他標(biāo)準(zhǔn)組織的使用參考相關(guān)框架結(jié)構(gòu)。由于B100G FlexO能夠很好地支持高達(dá)800G速率，因此確定800G FlexO接口繼續(xù)復(fù)用基于1280×5140的FlexO幀結(jié)構(gòu)。

新增加的映射技術(shù)包括將以太網(wǎng)業(yè)務(wù)直接映射復(fù)用到FlexO-xe路徑。該路徑與傳統(tǒng)的B100G映射復(fù)用路徑相比，減少了ODUflex通道層和OTUCn復(fù)用段，并允許將多個(gè)100GE/200GE/400GE或1 800GE映射直接復(fù)用到FlexO-xe。

在長距離接口標(biāo)準(zhǔn)方面，與400G FlexO接口相比，隨著單口800G傳輸帶寬的增加，在傳輸相同距離的前提下，對光器件和模塊的要求更加嚴(yán)格，因此在原有FlexO-x-DO全速率接口上增加了全速率接口FlexO-xe-DO，不僅降低了OTN復(fù)用層次，而且降低了FlexO-x-DO接口DSP幀導(dǎo)頻信號的插入頻率。該接口主要適用于點(diǎn)對點(diǎn)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)復(fù)用傳輸，不支持OTUCn或ODUflex傳輸。與OIF 800ZR接口相比，可以通過FlexO 3R再生功能延長傳輸距離。

總體來看，國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)組織已基本完成400G速率的光傳輸標(biāo)準(zhǔn)，其中128GBd以上基于QPSK調(diào)制的DWDM長距離應(yīng)用是標(biāo)準(zhǔn)的重點(diǎn)；而B400G及以上速率包括800G甚至1.6T已成為ITU-T、OIF、IEEE802.3、CCSA等國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)組織的研究熱點(diǎn)。調(diào)制格式、映射技術(shù)、擴(kuò)展C+L光系統(tǒng)、高性能FEC等技術(shù)將成為標(biāo)準(zhǔn)化的關(guān)鍵技術(shù)。

資料來源：fibermall