中兴通讯CTO王喜瑜:从方寸到九霄,向光而行

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10月15至17日,第十届未来网络发展大会在江苏南京举办。本届大会以“智能未来网·十年CENI路——共塑新一代通信网的智能底座和产业生态”为主题,集中发布多项新一代通信网重大科研成果及未来网络十大标杆应用场景。

中兴通讯执行副总裁兼首席技术官王喜瑜应邀参会,对未来网络发展大会举办十周年表示祝贺,并发表《从方寸到九霄,向光而行》主题演讲,聚焦智能时代全光互联演进,探讨产业发展趋势,并分享了中兴通讯在全光网络的创新实践。

面向智能时代的光网络演进,王喜瑜指出,随着AI大模型、算力集群快速发展,数据中心域、广域、空天域的业务发生深刻变革,光互联正在向极短距与极长距两个方向加速延伸,一束光贯通全场景,网络迎来全新的发展诉求。

针对数据中心域场景,光器件逐步向电芯片靠拢是光互联的一个显著趋势,NPO兼顾开放、成本与可维的优势,节点内互联是NPO的主场景。王喜瑜表示中兴通讯新一代数据中心网络NPO方案,正在为AI Fabric提供更优解,成为高密度带宽发展的先锋。

在广域场景,王喜瑜将广域演进的主线概括为“单波速率提升、频谱宽度扩展、单纤容量翻番”,并提出有两项实践值得关注,一是“新速率”,中兴通讯携手海外运营商完成全频1.6Tbps OTN现网测试,二是“新频谱”,公司和国内运营商、长飞公司基于普通单模光纤,完成S+C+L多波段大容量传输实验,创下普通单模光纤实时传输单纤容量新的世界纪录,单纤单向传输容量超过120Tbit/s。

此外,中兴通讯依托光系统与空芯光纤的联合创新,把介质的优势发挥到极致,持续突破传输能力上限。公司联合国内运营商在杭州完成了全球首个单波1.2Tbit/s、单向超100Tbit/s的空芯光缆传输系统现网示范工程;在粤港澳大湾区深圳至东莞段完成了全球首个S+C+L波段的单波T级别实时传输。

面向空天域场景,他进一步指出,卫星激光通信,正在把网络从地面延伸向太空。在带宽能力上,中兴通讯正在推进星载100G/200G产品的商用验证,400G/800G的核心芯片与光器件也在验证中,可以满足星载激光应用长期演进的需要;在产品形态上,支持“激光与路由可分可合”,以适应不同卫星平台的需求,天地一体的高价值场景正在落地生根。

王喜瑜表示,中兴通讯愿与产业链各方跨域协同创新,持续推动光互联网络的规模商用和迭代,在“从方寸到九霄”的征途上携手追光、向光而行。

以下为演讲全文:

首先祝贺未来网络发展大会举办十周年,很高兴与大家一起探讨面向智能时代的光网络演进。今天我分享的主题是——《从方寸到九霄,向光而行》。这十个字,浓缩了我们对全光互联的理解:光,既能在数据中心的方寸之间高速穿梭,也能穿越万里、直上九霄,把算力与连接送到地表的每一个角落乃至天地之间。

  一束光贯通全场景

当前,随着万亿、十万亿参数的大模型加速落地,万卡、十万卡集群不断涌现,TB乃至PB级的数据在算力网络中日夜流动。“算算互联”、“算存互联”、“Agent互联”成为新的业务形式,并且通信业务打破地域限制从地面向空间延伸,由此带来的网络需求非常明确,即“高密度的带宽、泛在的覆盖”。

为什么在这个节点上,我们要重新审视“光”的能力?原因在于电互联遇到了瓶颈——功耗、距离、带宽三者构成了一个“不可能三角”,受到物理定律的约束,无法同时满足。而光互联天然具备高带宽、低损耗、抗干扰、高能效的特点,能够突破高速场景下电互联的瓶颈。一种清晰的趋势已经出现:光互联正在向极短距与极长距两个方向加速延伸。

可以说“一束光贯通全场景”。

首先是数据中心网络,速率正沿着400G、800G到1.6T、3.2T、6.4T的路径快速攀升;在柜内,连接方式从DAC、AEC向NPO、CPO演进;在柜间,也从传统光模块向NPO、CPO升级。

第二是广域网络,单波速率从400G走向800G、1.6T;频谱从C+L向C+L+S扩展;光纤也从普通单模、超低损耗光纤,向空芯光纤、多芯光纤演进。

第三是空天网络,覆盖正从单纯的地面,走向“地面+卫星激光通信”;星载速率也从100G、200G向400G、800G迈进。

大家可以看到,无论是数据中心柜内芯片间方寸之间的连接,还是广袤的陆地干线,或是浩瀚的太空,光始终是贯穿的载体。接下来,我重点分享中兴通讯在这三大场景中的实践与思考。

数据中心域:高密度带宽发展先锋

数据中心光互联的一个显著趋势是光器件正逐步向电芯片靠拢,沿着这条技术路径,我们看到一条清晰的演进路线:从FRO传统光模块,再到NPO光引擎、CPO光引擎,直至更前沿的OIO光引擎。

从电气互联距离看,传统光模块依托PCB走线,电连接距离在300毫米以内;到NPO,依然是PCB走线,但电连接距离降到150毫米以内。CPO光引擎与计算芯片共封装于同一基板,借助微凸块异构集成,电距离缩短到5毫米以内;再到OIO,依靠硅通孔或波导互联,距离进一步压缩到1毫米以内。

支撑这一演进的技术体系也日趋成熟。NPO/CPO/OIO等光互联方案的核心在于技术方案和集成封装方式。主流技术方案有硅光集成和VCSEL,Micro-LED也是备选方案之一;集成封装业界已有多种实现方式。

再看演进节奏。从模块速率看,800G和1.6T时代以FRO为主;3.2T时代NPO与CPO批量并行;到6.4T、12.8T时代,CPO的重要性将显著提升。从应用场景看,在Scale Up纵向扩展场景中,当前以FRO为主,NPO会早于CPO商用;而在Scale Out横向扩展场景中,当前FRO占主导,未来FRO、NPO、CPO将长期共存。从技术成熟度看,FRO最成熟、已大规模商用;NPO和CPO处于试商用阶段;OIO尚在技术研究阶段。

当前,由于平衡了高性能与产业兼容性,NPO将优先部署。NPO兼具开放与成本优势:它和Switch、xPU芯片解耦,生态开放、产业链成熟;相比FRO,NPO每Gbit成本可降低40%。可以说,在开放、成本与可维护性之间,NPO找到了一个很好的平衡点。在应用上,它覆盖了Scale Up的单柜柜内、多柜柜间以及Scale Out的柜间互联场景。

接下来,我重点向各位介绍中兴通讯在新一代数据中心网络上的NPO方案。基于全自研OE光引擎,我们提供了AI Fabric的更优解。第一,极致低损耗的链路。相比传统FRO,芯片到光引擎电链路、光链路损耗更低,高速信号传输的质量与稳定性显著提升。第二,高能效互连:芯片至光引擎高速电链路时延、光引擎及配套高速接口功耗大幅降低,助力大规模AI集群实现算力高效、绿色互联。

广域:持续突破传输能力上限

广域演进的主线,可以概括为“单波速率提升、频谱宽度扩展、单纤容量翻番”。单波速率正沿着100G、200G、400G、800G向1.6T甚至更高演进;光层频谱从C波段扩展到C+L,再向C+L+S扩展;单纤容量也相应地由8T、16T、32T、64T一路攀升。

在这一方向,中兴有两项实践值得关注:

一是“新速率”,我们携手海外运营商完成全频1.6Tbps OTN现网测试。其中,关键光层器件WSS已实现C+L一体化,进一步节省成本及功耗的同时,可实现C+L波段内频谱的任意调度,显著提升了传输系统的灵活性。同时,本次测试所使用的1.6Tbps光模块,相较上一代1.2Tbps光模块,每吉比特功耗实现25%的功耗优化,可有效节省运营成本,符合绿色、低碳的光网络发展要求。

二是“新频谱”,我们和国内运营商、长飞公司基于普通单模光纤,完成S+C+L多波段大容量传输实验,创下普通单模光纤实时传输单纤容量新的世界纪录,单纤单向传输容量超过120Tbit/s。

在广域,另一个值得浓墨重彩的突破,是光系统与空芯光纤的结合创新。

空芯光纤以气体替代实芯石英介质,从根本上破解了物理传输的极限问题,展现出“更快、更大、更远”三重优势。

更快——时延降低30%,从每公里5微秒降到3.46微秒,接近真空中的光速时延;

更大——可用频谱窗口从180纳米扩展到450纳米,单纤可用频谱宽度可提升2到3倍;

更远——传播距离可达普通实芯光纤的8到10倍。

要把空芯光纤的优势真正发挥出来,离不开光系统的协同创新,我们用三招来突破:一是高阶调制,基于窄线宽激光器、高分辨率器件等实现高速高阶调制,突破带宽与距离之间的约束;二是超高功率光放大,采用高功率、铒镱共掺等放大器,用功率换信噪比性能提升,提升传输距离;三是系统级光层控制算法,优化非线性补偿与噪声抑制等,把速率和距离同步做到最优。

这些能力已经在真实工程中得到验证:我们联合国内运营商在杭州完成了全球首个单波1.2Tbit/s、单向超100Tbit/s的空芯光缆传输系统现网示范工程;在粤港澳大湾区深圳至东莞段完成了全球首个S+C+L波段的单波T级别实时传输。

空天域:天地一体,拓展高价值场景

空天域方面,卫星激光通信,正在把网络从地面延伸向太空。

在带宽能力上,我们正在推进星载100G/200G产品的商用验证,400G/800G的核心芯片与光器件也在验证中,可以满足星载激光应用长期演进的需要。这些核心芯片和器件,恰恰源于地面网络的大规模应用,技术成熟、稳定可靠。

在产品形态上,我们支持“激光与路由可分可合”,以适应不同卫星平台的需求。合一方案,就是把激光设备与路由设备集成为一体,集成度更高。分离方案,指的是激光与路由分离,可灵活部署,适合生态开放解耦。

从演进看,星上速率将沿着100G/200G、400G/800G逐步升级。围绕这一能力,一批高价值的未来场景正在打开:海外数据中心互联、跨境干线以及央企海外机构、境外使馆等专线场景。天地一体,正在从概念走向实实在在的建网选择。

携手追光,共促发展

数字化、智能化的浪潮奔涌向前,算力与网络正在深度融合。作为数字经济筑路者,中兴通讯愿意与各位伙伴一道,合作创新、技术突破,持续推动光互联网络的规模商用和迭代,在“从方寸到九霄”的征途上携手追光、向光而行!

责编: 爱集微
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