ICC訊 算力作為數字經濟核心生產力的重要構成，其關鍵能力釋放離不開通信網絡的有效支撐。光通信網絡作為信息基礎設施重要組成和關鍵承載底座，主要承擔著“信息高速公路”和“信息高鐵”的角色。隨著產業數字化轉型不斷深入，算力應用需求呈現出超大帶寬、低時延、靈活連接、低能耗等特征，光通信網絡將聚焦超大容量傳輸、全光組網、開放自智、光子集成等熱點技術革新發展，協同增強網絡運力，助力數字經濟加速發展。

  超大容量傳輸多維創新，800Gbit/s研究試用有序推進

  如何以技術革新來提升傳輸容量一直是業界研究的重點，其中典型方式包括提升單通路速率、擴展傳輸頻帶寬度、增加復用維度、采用新型傳輸介質等。

  從提升單通路速率來看，目前整體上400Gbit/s速率相關應用逐步提速，800Gbit/s速率研究和試用積極推動，面向超800Gbit/s速率的研究也在持續開展。IEEE、OIF、ITU-T、IPEC、CCSA等主要標準化組織競相開展標準制定工作。

  從擴展傳輸頻帶寬度來看，除了擴展C波段可用傳輸頻帶之外，面向C+L擴展的產業應用，以及S+C+L等拓展的學術研究也在加快推動，主要涉及光放大器性能、非線性效應均衡、光層器件適配能力等關鍵問題，預計未來3～5年上述方式將成為潛在可行的擴容方式。

  從增加復用維度來看，基于少模復用、多芯復用、少模+多芯復用等方式的研究持續開展，除了海纜系統部分采用多芯復用技術之外，其他整體處于實驗室研究或現網應用探索階段，例如ECOC在2022年9月報道了日本NICT等公司開展基于15個模式、最遠48km傳輸距離的現網試驗，但產業應用尚待時日。

  從采用新型傳輸介質來看，超低損耗光纖、空芯光纖等成為業界主要的關注對象，其中前者已在干線網絡規模商用，而尚處實驗研究階段的空芯光纖因具備大帶寬、低時延、低非線性效應等多種優勢，潛在應用前景備受關注。

  總體來看，為滿足算力時代不斷涌現的海量高寬帶應用需求，業界未來將聚焦多維路徑，持續探索超大容量傳輸技術的創新與應用。

  全光組網優勢漸顯，業界加快部署節奏

  全光網絡因具備低時延、低能耗和大寬帶等關鍵特性，在金融交易、生產控制等諸多廣域偏實時、交互型計算業務領域的潛在優勢逐步顯現。但是受限于光信息處理和信號傳輸的實際能力，目前仍無法實現全網范疇均以全光方式進行組網，只能根據光信號的實際傳輸能力，基于ROADM/OXC等節點和波長通路調度技術實現分區域部署，并已在干線得到規模應用;而基于光域分組交換等組網機制，因受光域信號處理、光存儲等限制，目前仍處于關鍵技術攻關及原型應用探索階段，近幾年未有明顯突破。

  從產業應用角度來看，目前業界更關注基于光波長通路交叉技術的逐步革新，如更多的交叉維度，如端口維度從32升級到48、64甚至更高;或者支持更寬的頻譜寬度調度，如C+L、S+C+L等;以及支持更高的傳輸速率，如400Gbit/s、800Gbit/s以及更高速率等;此外還包括基于不同傳輸波段的交叉技術研究，以及面向數據中心的全光交叉應用探索等。

  國內三大電信運營商高度關注全光網絡發展，近幾年相繼提出相關計劃或組網方案，如中國電信的全光網2.0、中國移動的光電聯動全光網、中國聯通的算力時代全光底座等。

  總體來看，受算力時代業務發展新特點和新需求等驅動，未來全光網絡部署節奏將持續加快。

  開放自智特性關注度提升，智能化分級測評逐步開展

  光網絡除具備超大容量、可靠傳輸能力之外，面對基于云網協同、算網融合等諸多新型業務的承載特性，其自身的靈活應用創新需求凸顯，與此相關的開放自智特性引起業界高度關注。

  在開放性方面，除引入SDN架構等優化組網模型、規范標準化南北向管控接口和設備物理接口以支持開放解耦特性之外，光網絡設備本身的解耦或者分解也成為業界關注的對象，如光轉發單元、無源合分波單元、光放大單元等是否可標準化分解等。鑒于開放解耦涉及網絡應用創新、運維模式、綜合成本、產業發展競爭及利益博弈等多種交叉因素，業界對于其未來發展應用模式和部署節奏尚未達成共識，目前重點聚焦在城域接入層、數據中心互聯(DCI)等探索應用，如中國電信、中國聯通近期啟動了基于DCI的開放式WDM設備的招標等。

  在自智特性方面，人工智能(AI)技術引入之后，光網絡架構接口、智能分級和數據模型規范等成為關注重點。其中架構接口主要涉及AI功能模塊與現有管控系統、設備網元及上層運營系統等之間的互動關系和交互接口;智能分級涉及面向應用場景、網絡運營、網絡設備等不同元素的智能化等級區分等;模型規范涉及數據模型、數據采集、數據質量等模型及表征參量的規范構建等。目前國內已啟動了光網絡智能化分級和測評工作，同時在CCSA TC6、TC7和TC610等標準工作組設立了多個標準類研究課題和項目，初步完成了智能分級評估方案，并積極開展評測工作。

  總體而言，作為偏向應用創新的技術方向，光網絡開放智能特性尚處發展初期，未來發展節奏有待業界綜合評估、按需推動。

  光模塊集成形態革新演進，硅光應用潛力巨大

  光模塊是數據中心、光通信網絡等信息基礎設施實現數據傳輸的基礎必需單元，也是光子集成技術應用的典型對象。伴隨著接口信號速率、交換機交換容量等逐步提升，一些挑戰開始出現。如當交換機容量達到51.2Tbit/s及以上時，接口將出現800Gbit/s及以上速率需求，可插拔式光模塊在系統集成度、功耗等方面面臨挑戰，如何進一步優化光模塊及適配設備的集成度、能耗和成本等成為關注的熱點。

  針對該問題，目前業界主要圍繞兩個維度尋求解決方案：一是持續探索可插拔光模塊及設備整體架構的新技術途徑，進一步提升集成度并降低能耗;二是盡可能壓縮光模塊和交換機等設備的芯片間電域信號傳輸距離，典型的實現方式如板上光學(OBO)和光電合封(CPO)等。兩種方式的共性是設備面板直接出光，典型的差異是板內設備芯片與光模塊組件的集成形態不同，其中OBO將兩者放置在共同PCB板上，而CPO則將兩者直接共同封裝在一起，以進一步提升集成度并降低能耗。

  近兩年在OFC/ECOC等國際光通信頂級會議上，除了基于OSFP、QSFP-DD800等不同封裝的可插拔800Gbit/s光模塊不斷亮相之外，CPO模塊封裝形式同樣成為關注熱點，Intel、Broadcom、Ranovus、Scintil Photonics、Molex等公司展示了基于CPO形態的不同產品或技術方案，國內主流光模塊廠商積極跟進，OIF、IPEC、CCSA等標準化組織也已啟動相關標準規范工作。

  鑒于硅光技術具有高集成度、高速率，以及與現有COMS工藝兼容性好等特性，目前公開的CPO產品主要基于硅光技術實現。業界一致看好硅光未來發展潛力，預計將與III-V族半導體集成技術并存發展，中國信通院也聯合上海新微、中科光芯、中興光電子等單位基于專項支持構建了面向5G的光電子芯片與器件技術公共服務平臺，主要開展硅光、III-V族激光器等基礎工藝和檢測驗證等共性技術研究，并提供公共服務。

  總體來看，未來幾年800Gbit/s及以上速率光模塊將以可插拔和CPO兩種形態并存發展，基于CPO的應用占比預計將逐步提升，其中硅光是關鍵支撐技術之一。