伴随着"东算西算"项目的启动,数据作为一种新兴的生产要素,其跨域流动构建起了覆盖全国的计算能力网络,这为数字经济的蓬勃发展奠定了基础。而这一基础的实施,离不开超大容量和传输容量巨大的光网络的支撑。
提升光网络的传输能力,通常涉及单波速率的提高、频谱的扩展以及波段范围的增大。在实验室环境下,频谱效率已逼近香农极限,达到了1158.7 b/s/Hz的高水平。然而,要将这一效率转化为实用化的成果,我们还有很长的路要走。
当前,增加MBT的波段范围成为了研究的焦点。对于光纤能否支持MBT的问题,亚太光纤光缆工业协会的技术工作委员会进行了深入研究。他们调查了多家厂商的标准单模光纤G.652D在C+L波段的衰减特性,并发现了符合ITU和YD要求的统计规律。研究指出,要适应C+L WDM的应用,新型光纤需要在衰减系数、衰减特性曲线的平坦性以及与标准单模光纤的兼容性等方面进行优化。
响应这一需求,2021年12月,APC发布了《C+L WDM系统超大容量单模光纤》的国际标准。新型光纤在降级值上相比G.652D有了显著的提升,这一进步为国内主流光缆厂商提供了新的产品方向。
为了进一步挖掘CL光纤的潜力,材料优化、波导结构设计以及光纤制造技术的创新显得尤为重要。制造商正在不断努力,以改进和提高CL纤维的质量。随着经验的积累和技术的发展,CL光纤的标准也将会得到及时的修订。
当然,MBT的实现不仅仅依赖于光纤的支持,光纤放大器、光模块、MUX/DMUX等技术也同样关键。推动CL WDM的应用,需要整个行业的共同努力。
此外,业界对MBT的探索并不仅限于C+L频段。随着流量的爆发式增长,对光传输能力的要求也在不断提升。S+C+L波段频谱的拓宽以及O+E+S+C+L波段整个频谱带宽的应用,将为光传输能力的提升带来新的可能性。但这一切的实现,都还需要全行业的通力合作和不懈探索。原武汉邮电学院副院长、总工程师、工信部通信技术委员会专职常委、亚太光通信委员会主任毛谦在2022中国光通信高质量发展论坛上发表了题为《新光纤助力光网络传输能力提升》的演讲。 据了解,本届论坛由中国国际光电博览会(CIOE)和C114联合主办,已举办2届。 社会中信息的数据流呈爆炸式增长。 根据魏乐平提供的中国电信系统容量增长趋势图,今年年底中国电信系统最大容量将超过174Tb/s,2023年将超过200Tb/s。 2022年2月,“东算西算”项目正式启动。作为一种新的生产要素,数据元素跨域流动,形成了一个全国性的计算能力网络,成为数字经济的基础。它需要超大容量,严重依赖传输容量巨大的光网络。 系统容量提高,单波速率和频谱扩展同时进行 扩频是平衡传输性能和容量的有效手段。 目前实验室最高频谱效率已经达到1158.7 b/s/Hz,接近香农极限,但实用化水平仍低于10b/s/Hz。 提高光传输容量的方法主要有三种,即提高频谱效率,增加空之间的并行度,增加波段范围。 增加MBT的波段范围是目前的研究热点。 那么光纤能支持MBT吗?APC(亚太光纤光缆工业协会)技术工作委员会调查了国内外主要光纤光缆厂商的标准单模光纤G.652D在C+L波段的衰减特性,寻找其统计规律。发现所有厂商的产品都符合ITU和YD的要求。 但最低衰减波长不是1550nm,大多在1565~1580nm范围内,统计中值为0.1851dB/km。 然而,1525nm和1625nm处的衰减系数相对于最小值的增加将对WDM的每个波长的光信噪比(OSNR)产生很大影响。 根据G.652D标准,假设跨距长度为100km,OSNR的衰减可以达到10dB。 那么如何提高光纤的衰减特性以适应C+L WDM应用呢?一是降低光纤的衰减系数;第二,光纤的衰减特性曲线要尽可能平坦;第三,完全兼容标准单模光纤。 正因为如此,一种新型的光纤诞生了。2021年12月,APC发布了国际标准《C+L WDM系统超大容量单模光纤》 从降级值来看,新光纤相比G.652D的-2.5dB降级值提升了1dB!情况好的话甚至有可能提升2dB以上!目前国内主流光缆厂商都能提供CL光缆。 为了进一步改善CL光纤的特性,需要从多方面入手,如材料优化、波导结构设计、光纤制造技术等。制造商仍在努力改进和提高CL纤维的质量。 随着CL光纤应用经验的积累和光传输技术的发展,CL光纤标准将适时修订。 例如适用的波段范围、截止波长和衰减特性。 CL只为MBT提供光纤支持,其他技术方面,如光纤放大器、光模块、MUX/DMUX等都需要解决相应的问题,推动CL WDM的应用需要各方共同努力。 此外,业界对MBT的探索不仅仅是在C+L频段,流量的爆发式增长需要对光传输能力有更大的提升。 S+C+L波段的频谱更宽,而整个O+E+S+C+L波段的可用频谱带宽可达54THz,如果全部应用,光传输能力可大幅提升。 当然,还有更多的技术问题需要解决,需要全行业的通力合作来实现。