《中移研究院：光通信技術及未來發展展望（2023）（16頁）.pdf》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《中移研究院：光通信技術及未來發展展望（2023）（16頁）.pdf（16頁珍藏版）》請在三個皮匠報告上搜索。

1、光通信技術及未來發展展望6631班（1993級）李允博 中國移動研究院2023年10月14日西安2目錄光通信技術發展及預測2算力網絡需求與發展趨勢13“東數西算”工程正式全面啟動 2022年2月17日，國家發改委、中央網信辦、工信部、國家能源局四部門聯合印發文件，同意在京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝、內蒙古、貴州、甘肅、寧夏等8 地啟動建設國家算力樞紐節點，并規劃10個國家數據中心集群。至此，全國一體化大數據中心體系完成總體布局設計，“東數西算”工程正式全面啟動。推動數據中心與網絡高效供給對接和協同發展“東數西算”工程全國一體化大數據中心協同創新體系算力樞紐實施方案 算力基礎設施集約化規模

2、化綠色化減少繞轉時延促進多方流量互聯互通 網絡基礎設施建設高速數據傳輸網絡擴展網帶寬 優化網絡結構3算力網絡典型場景算力網絡是推動國家“東數西算”縱深發展的重要基礎，“東數西算”將帶來數據、算力跨域流動，實現產業躍升、平衡區域發展，同時每年節約用電120億度，消納棄光棄風，節能減排，助力“雙碳”目標實現云電腦、行業入云（醫療云、政務云）等制藥、氣象、基因、航空、自動駕駛、質檢、遙感等AI訓練等異地備份容災、云盤等制造、安防、VR、元宇宙等實時性要求高的場景算力以核時為量綱，算力靈活可調入網即入算，1ms入算提供算力加速包定制時延額外收費算力以核時為量綱網絡提供10G或100G 光專線P或者百T

3、級別大數據的搬運按月/周/天/時收費大數據處理能力圖片訓練視頻渲染圖像訓練圖像渲染基于任務定價以存儲能力（xxxT）為量綱利用網絡帶寬潮汐的情況，將低谷期的帶寬釋放給東數西存按時長收費算力以核時為量綱，算力靈活可調OTN專線提供基礎帶寬（百M）以及增值包（帶寬靈活可調）提供算力/帶寬加速包東數西存任務式算力邊緣算力通用算力超算/AI算力西部存儲+錯峰帶寬應用累計分發量實時算力+ms入算彈性算力+靈活帶寬超算/AI算力+P級數據搬移5杭州合肥南京北京天津石家莊呼和浩特銀川成都重慶廣州澳門香港蕪湖集群蘭州長三角樞紐成渝樞紐寧夏樞紐甘肅樞紐內蒙古樞紐京津冀樞紐粵港澳樞紐貴陽貴州樞紐東、西部樞紐間全互

4、聯寧波/金華蘇州/無錫算力網絡給光網絡帶來挑戰算力網絡給光網絡帶來挑戰 算力網絡是推動國家“東數西算”縱深發展的重要基礎，“東數西算”將帶來數據、算力跨域流動，實現產業躍升、平衡區域發展，同時每年節約用電120億度，消納棄光棄風，節能減排，助力“雙碳”目標實現架構帶寬時延業務數據中心東西互訪：l流量流向相對集中，需優化網絡架構和組網方案，一跳直達連接，降低傳輸時延。業務實時性要求高：l算和網之間的資源快速聯動，光傳送網需要智能化感知業務時延、帶寬、QoS等需求提供端到端服務。流量急劇上升：l以上網日志數據為例，全國日生成數據預計達到12PB，100G鏈路傳輸需要11天，需要采用更高速傳輸鏈路時

5、延要求：l構建骨干（樞紐節點之間）20ms、省域/區域5ms、城市1ms三級時延圈 1-5-20ms穩定低時延 5個9超高可靠 T級超大帶寬管道 按需快速拆建6大帶寬-400G，光傳輸網的5G400G是指單波長能夠承載400G類型業務的傳輸技術SDH2.5G WDM10G WDM/OTN100G OTN400G OTN1989202320032013199616QAM16QAM-PCSQPSK?=?/?波特率調制階數偏振波特率：67GBd波道間隔：75GHz，總譜寬6THz傳輸距離1500kmPCS映射機制7大帶寬-三大技術變革構建400G高速全光網超高速光器件1超寬譜有源模塊2超寬帶光系統架

6、構3自適應SRS均衡，破解動態網絡運維難題，力爭功率平坦度0.5dB光電合封、高性能DSP、先進工藝共同推動符號率從30GBd提升到130GBd12THz4THz優化器件設計與材料工藝，減小EDFA、WSS在C/L波段性能差異，向C+L一體化演進面對超高速率、超寬頻譜、新型損傷3大技術挑戰，主導400G端到端系統級創新，拉動器件、技術、產業全面成熟，力爭今年實現400G全光骨干網首次規模商用C波段 C+L波段，擴展三倍SRS轉移：100G1dB 400G7dB，增加6dB符號率：30GBd 130GBd，提升四倍8 大帶寬-世界最長距離400G光傳輸技術試驗網絡世界首個現網5616km極限傳輸

7、和實驗室7000km的先導試驗基礎上，與業界聯合進一步完成面向經典商用場景的1673km傳輸現網極限能力實驗目標：現網400G QPSK極限傳輸能力配置：G.652.D光纖+EDFA/部分拉曼放大寧波貴安現網試點路由面向經典商用場景的現網試點目標：400G QPSK的商用網絡部署能力配置：G.652.D光纖+純EDFA貴安隆回現網試點路由SDH2.5G WDM10G WDM/OTN100G OTN400G OTN19892023200320131996400G 光傳輸網的5G實驗室傳輸紀錄目標：實驗室400G QPSK極限傳輸能力配置：G.654.E光纖+純EDFAC6T+L6T 400G Q

8、PSK環路傳輸系統9新光纖-空芯光纖空芯光纖有望突破現有實芯單模光纖的固有時延極限和非線性香農極限，對光纖、光器件和光網絡系統形成全面的、變革性的創新實芯單模光纖反諧振空芯光纖損耗衰減已達0.142dB/km理論極限帶寬可用頻譜1518THz，當前已用12THz非線性非線性影響徹底凸顯，不能依靠增加功率增加傳輸距離，單波入纖功率需6dBm預期衰減極限0.1dB/km可用頻譜超100THz非線性系數低3-4個數量級，非線性效應可忽略，單波入纖功率可增加1000倍以上介質光速SiO2折射率約為1.46介質光速 真空光速/1.46介質光速 空氣光速/真空光速光纖時延降低1/3面向東數西算推進空芯光纖

9、產業發展，充分保障全國一體化大數據中心協同創新體系算力樞紐實施方案所要求的算力樞紐節點之間20ms覆蓋，還可以實現對全國范圍的20ms時延圈覆蓋，真正構建出國土全覆蓋低時延通信能力。10基于新型光纖的高速光通信系統基于新型光纖的高速光通信系統中國移動聯合高校和產業從光纖設計與拉制、面向空芯光纖的光通信系統攻關、產業生態和標準化等方面深度合作，聯合推進空芯光纖及其光傳輸系統技術發展。光纖設計與拉制產業生態與標準系統技術攻關 深入研究空芯光纖損耗物理損傷機制，以及公里級拉制中微納精度復雜結構調控 當前進展：實現0.28dB/km1290nm的損耗，單次拉制長度可5km，居全球第一陣營 從反諧振空芯

10、光纖的全新關鍵參數特性出發，自底向上重構信道模型，開展信道容量極限估計、新物理維度的系統架構、關鍵光器件等關鍵方向研究 當前進展：首個空芯光纖非線性系數上限測量 首個超高功率入纖功率28dBm的40800G實時傳輸實驗 凝聚產業共識，通過學術和產業組織，協同全產業共同突破反諧振空芯光纖大規模工業化制備難題，通過標準化進程，引導方案歸一，加快應用進展 當前進展：推動空芯光纖成為中國光學工程學會5大產業難題 在CCSA牽頭和聯合牽頭立項3項空芯光纖研究課題11智能化-意義人（網絡）的數字孿生，采集、分析從出生到成長（規劃到運行）過程中的所有數據，結合其父母遺傳/自身體檢數據（網絡歷史故障/現行運行

11、狀態）等信息建立數字虛擬模型，全生命周期相映射，同步更新人體（網絡）各項變化，病因（故障）定位，推演未來健康進而提前干預光纜總長超過6000萬公里光網絡設備超過3億端每年約30萬次光纜故障。血管有一千多億條，總長度96000公里人體細胞約有40萬億60萬億個至少六千二百八十四次(英國每日郵報)。12智能化-對于光網絡的挑戰與關鍵技術 面向算力網絡發展，光網絡規模持續增加、技術體系多樣、新業務需求提高，對運維提出了更大挑戰，光網絡的智能化可有效提升運維效率和業務滿足度，進入高速發展時間窗口期。011011010 光纜總長超過3000萬皮長公里 光網絡設備超2億端 技術多樣（OTN、PON、SPN

12、.）5GVR8K 時延要求：百毫秒 十毫秒量級 業務響應：天級 分鐘級 調度機制：面向鏈路 面向業務 光網絡結構復雜，自智難度大 運維、調度時間周期長 故障處理慢，導致每年業務中斷約300小時業務需求高運維難度大網絡規模大針對智能化能力進行統一的模型和參數定義多種技術統一抽象建模數據精準標注，提升信息密度從設備/板卡級芯片級延伸DSP芯片毫秒級提供關鍵參數感知能力模塊計算+系統測量擬合感知，提升建模精準度跨層：光層OAM拉通光電協同感知調度跨域：統一標準Telemetry數據同步跨界：層次化智能檢測實現算力與網絡聯動光網絡智能化典型場景與實踐13 實時感知光纖靜態特征參量（長度、衰減、熔接點）

13、和動態特征（車輛、施工等引發的振動）參量 對現網4297對同路由光纖采用隨機森林模型自動識別，準確識別4122對，準確率95.93%基于光學機理（芯片、器件、模塊、光纖等）進行計算與仿真，同時對實際網絡參數（光功率、OSNR、誤碼率等）進行實測，二者進行聯合擬合評估，確立研判標準 對現網1500個OSNR監測點、250個EDFA監測研判準確率為99%。網絡規劃網絡建設網絡維護網絡優化網絡運營全生命周期管理光通信未來關鍵技術挑戰4Capacity：長途光系統單纖容量能超過100T嗎？Algorithm:光信道算法能夠突破非線性難題嗎？Spectrum：C波段之外，可以利用的新頻譜空間有多大？Ne

14、twork:超大規模網絡規劃能夠找到最優解嗎？Satellite ON:能否構建高動態、大帶寬、大規模光網絡？258NG Fiber:G.652之后，下一代主流光纖是什么？OXC:能夠實現超低損128維+波長交換嗎？36920108T/FiberC+L光譜 vs 光纖可用光譜 400nmSDM（少模/多芯）Hollow Core(空芯)衰減克爾SPM效應色散單波單偏振傳輸數學模型：非線性薛定諤方程 精確算法數學建模算力平臺128高維、11Deg大轉角光學設計、超材料突破空間數字相干技術，數百G星間鏈路空間動態管控，航天級ASON網絡高集成插卡式，輕量化光通信速率頻譜跨距80km/Span40k

15、m/SpanC波段4THzC+L+S+x25THz+100GSE=21.6TSE挑戰42030百T/Fiber115中國移動研究院工作是一種什么樣的感受90%擁有碩士以上學位86%是國家知名院校以及海外名校畢業生北京大學北京大學清華大學清華大學北航北航北郵北郵其他其他985/211其他院校其他院校0200400600800100012001400201620172018201920202021本科本科研究生研究生博士博士研究院的人才比例構成一流的科技人才隊伍，專業化的團隊，工作氛圍良好基礎電信企業首個院士工作站員工1700+，平均年齡34歲國家高層次人才9人享受國務院特殊津貼9人教授級高工19人國際行業和標準化組織領導30余人集團及以上勞模6人集團級首席專家3人院領軍人才14人院青年領軍人才25人16移動研究院招聘方向及要求研究院招聘職位主要涉及：網絡研究類、人工智能類、開發類、無線研究類、物聯網研究類、市場研究類、信息安全類等，需求覆蓋通信類、電子類、計算機類、自動化類、數學類、統計學類等專業招聘方向 招聘流程網申筆試測評專業面試&綜合面試體檢/審批發放offer 網申入口移動研究院招聘官網：https:/關注移動研究院招聘公眾號更多詳細信息持續更新中