隨著互聯(lián)網(wǎng)、云計算、LTE以及物聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，用戶業(yè)務(wù)需求不斷變化，數(shù)據(jù)流量不斷攀升。面對網(wǎng)絡(luò)流量爆發(fā)式持續(xù)增長，IEEE預測到2016年，網(wǎng)絡(luò)流量將增加10倍，到2020年網(wǎng)絡(luò)流量將增加100倍。2015年，“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃出臺，對網(wǎng)絡(luò)帶寬、業(yè)務(wù)快速提供、網(wǎng)絡(luò)靈活性等方面都提出了更高要求。作為流量承載主體，光傳輸網(wǎng)為滿足用戶新需求，必須擴大網(wǎng)絡(luò)容量，增加網(wǎng)絡(luò)靈活性。在100G剛剛邁入黃金發(fā)展期之時，400G技術(shù)已經(jīng)曙光初現(xiàn)。
400G標準穩(wěn)步推進
從2010年ITU-TSG15發(fā)布第一篇OTU5（400G）文稿以來，400G/1T技術(shù)演進和標準化引起了業(yè)界廣泛關(guān)注。IEEE側(cè)重客戶和線路側(cè)光接口的定義，其對400G或者1T以太網(wǎng)速率選擇直接決定OTN未來的研究走向，目前偏向選擇400G速率；而OIF關(guān)注的方向包括DWDM傳輸層、以太網(wǎng)客戶側(cè)、OTN和光交換、網(wǎng)絡(luò)管理、控制平面等；ITU-T是目前主要進行400G/1T OTN架構(gòu)、幀結(jié)構(gòu)和復用映射等方面技術(shù)標準，其OTU固定顆粒和靈活顆粒是目前討論的熱點，2012年啟動B100G項目，拉開了400G/1T研究的序幕；CCSA在2012年完成了《400G/400GE承載和傳輸技術(shù)研究》報告，正式啟動了國內(nèi)400G技術(shù)的標準研究。根據(jù)IEEE2014年5月研討會議的結(jié)論，計劃標準草案D1.0在2015年1月~2月推出，但由于草案中關(guān)于SMF的具體光接口技術(shù)方案目前爭議較大，同時影響其他參數(shù)選擇，存在NRZ、PAM4、DMT（僅限定在10km）等多種制式，標準沒有按期推出。盡管如此，縱觀整個行業(yè)動態(tài)，400G標準化工作仍在穩(wěn)步推進中。
400G技術(shù)走向成熟
在400G時代，信號調(diào)制格式將更加靈活，目前業(yè)界紛紛推出了BPSK/QPSK/8QA
M/16QAM等調(diào)制模式靈活適配的400G設(shè)備，不同調(diào)制模式可以適應(yīng)不同的應(yīng)用場景。同時，400G有望采用更高的波特率以減少調(diào)制階數(shù)，同時單載波速率不會無止境提高，超100G時代將更多采用多載波提高頻譜效率，未來超100G可能會根據(jù)應(yīng)用場景，采用N×100G或N×200G的組合。
目前業(yè)界的400G系統(tǒng)主要有以下三種實現(xiàn)方案：
一、通過四載波的100GPDM-QPSK方式來構(gòu)建400G系統(tǒng)。這種方案的優(yōu)點是：100G技術(shù)已規(guī)模商用，技術(shù)成熟，成本低，跨距長；
二、通過雙載波的200GPDM-16QAM方式來構(gòu)建400G系統(tǒng)。這種方案的優(yōu)點是：頻譜效率提升165%以上，系統(tǒng)集成度較高，體積小，功耗低；
三、通過單載波的400GPDM-64QAM方式來構(gòu)建400G系統(tǒng)。這種方案的優(yōu)點是：頻譜效率提升400%以上，系統(tǒng)集成度高；
如上圖三種方案，單載波方案頻譜效率最高，看似最好的解決方案，但是由于香農(nóng)定律的限制，其技術(shù)實現(xiàn)難度大，成本高，跨距短（<200Km），如果沒有大的技術(shù)突破，在長途傳輸中的應(yīng)用前景并不樂觀。而前兩種方案根據(jù)不同的運用場景，綜合考量容量與傳輸距離的均衡，已經(jīng)廣泛開展測試和試點應(yīng)用。
100G和400G共存之道
各運營商從2010年開始重點關(guān)注100G技術(shù)的發(fā)展，到了2013年，100G技術(shù)在全球市場迎來了爆發(fā)性增長。在中國，各運營商的100G集采規(guī)模更是不斷刷新世界記錄。而2014年至今，運營商不斷加大在100G領(lǐng)域的投入，如今中國已是全球100G OTN最大的市場。目前100G設(shè)備承載了大多數(shù)的網(wǎng)絡(luò)流量，可以說100G已經(jīng)步入全面成熟期。盡管100G容量已經(jīng)非常大，但考慮到用戶不斷增長的流量需求，以及萬物互聯(lián)時代即將到來，業(yè)界并不滿足于100G。但是，現(xiàn)有技術(shù)并不足以完全支撐400G/1T全面取代100G。如何提高頻譜效率的高階調(diào)制方式（圖2）如何突破香農(nóng)極限（圖3）以及如何適應(yīng)多種頻譜寬度的靈活柵格技術(shù)（Flex-grid）這些都是亟待解決的問題。所以整體來說，400G近期并不會取代100G，二者中長期來說應(yīng)該是共存互補。
烽火領(lǐng)航400G解決方案
烽火400G解決方案采用業(yè)界最大容量100G/400G傳送平臺—FONST6000U60設(shè)備。作為烽火新一代大容量PEOTN產(chǎn)品，定位高端，適用國干、省干、城域核心等各網(wǎng)絡(luò)層次，滿足25.6T交叉容量節(jié)點需求，是業(yè)界最佳100G/400G應(yīng)用平臺。為運營商構(gòu)建大管道、靈活調(diào)度、統(tǒng)一交換的OTN/WDM傳送解決方案。
烽火已于2013年4月發(fā)布了400G樣機。2014年5月中國移動集團組織400G測試，烽火在后進場的條件下，調(diào)試時間最短和最穩(wěn)定，率先完成了測試，結(jié)果優(yōu)異。同年7月，開通了西安至信陽全程985.8KM的工程，線路為G652和G655混纖，加載業(yè)務(wù)并穩(wěn)定運行。2014年9月國內(nèi)首次實現(xiàn)一根普通單模光纖中在C+L波段以375路、每路267.27Gb/s、總共100.23T的超大容量超密集波分復用傳輸80公里，實現(xiàn)我國光傳輸實驗在容量這一重要技術(shù)指標上的突破，推動我國邁入傳輸容量實驗突破100T的國家前列。在超級信道技術(shù)方面，利用多載波產(chǎn)生技術(shù)和奈奎斯特光濾波技術(shù)成功實現(xiàn)了國內(nèi)首個單光源3.2T2080公里標準單模光纖實時傳輸系統(tǒng)，并保留了相當大的工程富裕度，該結(jié)果為當時實時傳輸系統(tǒng)中單通道傳輸速率-距離積的世界最高紀錄。
進步無止境，超100G技術(shù)還面臨很多挑戰(zhàn)和亟待解決的問題，我們也期待超級信道等革命性新技術(shù)成熟，并與SDN/NFV結(jié)合，構(gòu)建未來智能光網(wǎng)絡(luò)。
