ICC訊 2025年，全球AI增強與原生應用相關的網絡流量呈現出爆發式增長;預計至2030年，AI相關流量(增強+原生)將顛覆現有格局，尤其是視頻/圖像等富媒體AI交互業務的發展，將驅動全球網絡基礎設施向高帶寬、低時延轉型，迫使全球運營商加速智能流量調度能力建設。算力網絡的蓬勃發展給底層骨干傳送光網絡的容量帶來了新的挑戰，數據中心互聯、城域網建設等大容量、靈活接入需求場景，也推動光傳輸網向大容量、高速率、低成本、低時延和支持靈活調度等方向主動演進。

  當前光傳送網絡主要有2個途徑提升單纖傳輸容量，一是提升單波速率，二是頻譜擴展，增加單纖傳輸信道數量。提升單波速率的技術手段主要依靠先進的光數字信號處理(oDSP)和糾錯編碼(FEC)算法來改善高階調制格式的接收性能;C+L波段擴展應用可以在原有C波段基礎上實現波道數擴展一倍，從而系統容量翻倍。因此單波400G/800G/1.6T C+L系統在算力網場景逐漸大規模商用。

  C+L一體化發展現狀

  算力網在保障T比特級超大帶寬的基礎上，還需要具備靈活調度、超高可靠性等能力。C+L一體化方案的推出，可以助力運營商在保證高速率、大容量的前提下，高效應對數據洪流，實現擴展C+L波段的全波段無阻塞調度，光支路側可支持全波段波長無關，打造更敏捷更靈活的光網絡設施。C+L一體化光網絡解決方案中，OTU(光轉換單元)和WSS(波長選擇開關)支持12THz C+L全波段任意調諧、調度能力，可以簡化C+L系統的組網結構，最大程度上發揮ROADM(可重構光分插復用器)全光交換能力。此外在WASON下中繼業務恢復場景，C+L一體化方案可以將網絡中恢復資源池里的中繼板卡供全網統一調配使用，增強網絡抗多次故障能力。

  C+L一體化系統的商用與產業鏈的技術創新密切相關。400G C+L系統的演進路線如圖1所示，從C/L波段分立架構出發，一體化系統演進將經歷WSS/OTU/EDFA(摻鉺光纖放大器)全部分立器件、WSS一體化、WSS/OTU一體化、WSS/OTU/EDFA均一體化四個不同階段。其最終形態從結構上接近現有C波段系統，器件成本相比分立架構C+L階段預計降低30%，板卡集成度提升一倍，降低設備占用空間。在C和L波段EDFA一體化后，C和L波段之間不用保留原有的保護間隔，實現C+L全頻可用，OTU和WSS可以演進為C+L波段全頻切換，進一步提升C+L波段的頻譜利用率;C和L波段之間可通過一個EDFA/WSS統一調節實現功率均衡，系統性能調優和運維更加便利;此外一體化C+L系統無需配置C和L波段合分波器件，降低系統跨段損耗，進一步提高系統的傳輸能力。

  C+L二階段依賴一體化WSS器件，OTU和EDFA仍然為分立形態。2024年下半年起，WSS一體化的C+L系統開始規模商用，對應ROADM站點具備C+L波段一體化調度的能力。

  C+L三階段在已具備一體化WSS的基礎上，引入一體化OTU器件，僅有EDFA仍處于分立狀態。從光層來看，C+L三階段與二階段的組網結構基本一致，但OTU的一體化可以使光網絡實現完全的C+L全波段自由波長調配。

  C+L四階段為C+L一體化的最終形態，通過一體化WSS、一體化OTU和一體化EDFA器件的全面應用，去除C/L波段合分波器件，簡化光層組網結構。但目前一體化EDFA技術與量產尚存在諸多不確定性，相關一體化鉺纖仍處于研究階段，要視技術發展情況再做具體策略決定。

  C+L一體化關鍵技術和產品

  C+L一體化LCoS(硅基液晶)、ITLA(集成可調諧激光器組件)和鉺纖是C+L一體化演進的核心技術，隨著一體化LCoS和ITLA實現技術突破，一體化WSS和OTU逐漸大規模商用，C+L一體化向三階段演進。而一體化鉺纖技術尚存在諸多挑戰，目前產業界仍在持續研究，一體化EDFA暫時無法滿足商用需求。

  C+L一體化WSS

  如圖2所示，一體化WSS中LCoS擴展到C+L波段，相較于分立式WSS，一體化WSS的單通道間隔的像素尺寸會被壓縮，存在WSS通道帶寬窄化問題。該問題可以從光路和算法兩方面解決，光路方面，增加棱柵線數提升色散/分光能力，配合光路透鏡調整，如位置/焦距調整，甚至增加輔助透鏡，能夠實現12THz光發散角壓縮和LCoS面光斑的壓縮;算法方面，LCoS整形算法優化結合LCoS分辨率提升(2.4k/2.9k/3.3k)，可以進一步改進帶寬。

  目前C+L一體12THz WSS已在業內逐步推出，同時以WSS為核心的OXC設備也進一步向C+L一體化方向發展。

  OXC作為智能化全光網絡的基礎單元，結合管控協同調度、全局智能化功率管理、光標簽等技術的應用，將實現一站式智能開局運維、簡化功率調節、業務追蹤、錯連檢測、自動調度等功能，推動算力光網絡向更智能化的方向演進。

  C+L一體化OTU

  C+L一體化OTU主要由DSP、ITLA、調制/解調器和光放大器等組成，其內部結構如圖3所示。

  電模擬芯片和DSP芯片

  一體化OTU涉及的關鍵技術與C波段OTU基本一致，僅在DSP芯片方面需要少量補償，目前400G/800G調制、解調功能和DSP數據恢復算法均已成熟。

  一體化ITLA

  一體化ITLA采用雙芯片集成(C/L雙芯片+低損光開關)方案或單片外腔(基于優化量子阱結構的單增益芯片+基于SiN波導微環的多環諧振腔)方案，其中成熟商用的一體化ITLA單片外腔方案如圖4所示。

  中興通訊采用微環諧振濾波器和獨家外延結構，已經實現了業界領先的30kHz窄線寬、C+L一體化240波可調諧激光器，支持現階段400G/800G相干光模塊及未來1.6T相干傳輸系統需求，滿足運營商向CL240演進的需求。

  一體化調制器和探測器

  一體化調制器和探測器主流的技術路線包括硅基路線和InP路線兩種。硅基路線采用硅光/薄膜鈮酸鋰調制，可支持波長范圍大，波長相關性較小，性能與單獨C/L波段ICRM(集成相干光收發器)相當;Si/GePD可寬帶響應，SiP實測可行。InP路線，波長相關損耗/響應度有差異，一體化預計代價較大，需從器件材料、結構優化和算法補償方面進行優化。

  C+L一體化放大器

  相比于一體化WSS和一體化OTU，一體化EDFA技術路線和產品尚未成熟，作為C+L一體化系統最終形態的關鍵器件，C+L一體化EDFA是下一步重點關注的技術。一體化鉺纖的設計、制備及放大器整機設計等都有巨大的挑戰，需要產業鏈上下游加大對C+L一體化鉺纖和放大器整機技術研究，推動一體化EDFA不斷發展和商用。

  C+L一體化應用

  2025年，中興通訊在C+L一體化光網絡技術上持續深耕，獨家推出全頻OTN方案，首發一體化400G/800G/1.6T C+L光模塊，系統容量提升25%且備件種類減半，并聯合國際國內運營商完成多個現網驗證。

  2025年3月，中興通訊聯合中國電信完成行業首個C+L一體化80波800G現網試驗。此次現網試點依托于中國電信在建ROADM全光交換骨干網絡，基于擴展C+L一體化光層平臺，全面驗證了800G擴展C+L一體化OTU模塊的業務傳輸能力、12THz超寬譜光電調度能力以及WSON的波長恢復能力。

  C+L一體化趨勢展望

  一體化單波400G技術已經趨于成熟，一體化單波800G技術在測試轉商用，400G和800G整體需求在逐漸增大。對于波分骨干網場景，短期將仍以成熟的400G方案為主，但部分高速率要求的場景仍然存在800G方案的機會;對于城域網/DCI核心大流量場景，出現升級或新建800G網絡的需求，目前單波800G商用規模較小，預計在2025年會迎來爆發期。

  可插拔C+L一體化OTU相比固定OTU體積減少60%，功耗下降約68%，其高集成度和低功耗等優勢，可有效節省機房空間，顯著降低系統功耗，降低運營商Opex，未來可插拔C+L一體化OTU將成為主流發展方向。

  當前業界各大運營商和設備商從標準、產品和試點網絡應用等多方面推動C+L一體化光網絡穩步演進，高速相干光模塊和新型寬譜光放大器將持續推動一體化光網絡不斷發展，為算力光網絡演進增加新動能。

  作者：中興通訊 尚文東，吳妮珊