2009年，Verizon在巴黎和法蘭克福之間部署了***條商用100G光纖鏈路。隨后，阿爾卡特朗訊所提出的100G信號調制方式與相干接收技術被寫入國際標準，大大加快了該技術的產業化進程。2013年，100G技術在全球市場迎來了爆發性增長，100G的收入逼近整體市場的15%。在中國市場，中國移動和中國電信的100G集采規模更是不斷的刷新世界記錄，因此，2013年也被稱為100G技術的“中國商用元年”，業界也廣泛認為100G技術開啟了“黃金十年”的商用期。就在這股100G熱潮不斷高漲之際，2014年初，阿爾卡特朗訊在中國的旗艦公司上海貝爾宣布了與中國移動研究院合作成功完成中國***基于商用平臺的400G光傳輸測試。相對于從10G/40G到100G，這次在這么短的時間內，國內***的移動運營商就將注意力從100G投向400G，這讓業界的關注點迅速轉向400G甚至更高速率的光傳輸技術上。

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400G光傳輸技術在業界已不算陌生

2012年初，阿爾卡特朗訊就首家發布了400G PSE商用芯片，隨后Ciena也發布了400G商用芯片。

在2013年的OFC上，Ovum分析師認為，200G-400G的部署將比預期來的更快。特別在一些高流量地區，這一趨勢將更加明顯。400G已經在數據中心互聯等一些大帶寬應用場景下已經顯露出了其價值。

同年，400G商用平臺率先在全球開始商用，并在歐洲、北美、亞太等多家重要運營商的現網上進行了部署，這一切都讓人感覺400G的商用步伐似乎太快了。

400G光傳輸技術將成為后100G時代的關鍵技術

從行業方面來看，無論是運營商還是全球主流的設備商，掌握領先的400G技術，便掌握了未來網絡發展的方向，因此400G技術將成為運營商和設備商未來爭奪的制高點。

在“2013移動互聯網國際研討會”上，中國移動通信研究院專家就表示，在超100G技術上，中國移動將掌握主動，攻關核心技術，積極實踐探索后100G技術發展方向，不斷推動網絡基礎承載能力提升;目前，400G標準化工作正在各標準化組織推進，主要傳輸設備廠商已經能夠提供400G傳輸設備，中國移動將于2014年進行400G測試。

在“2013光通信技術和發展論壇”上，中國電信集團科技委主任韋樂平指出，按照目前的流量發展趨勢，未來5年，網絡流量年增長近40%，將以100G主導;2017年，骨干***截面傳輸帶寬約為38Tb/s，需要 5個80波分100G系統，只要可行，400G是更合理的選擇;未來5-10年，網絡流量年增長約30%，高流量地區將需要45-125Tb/s，只要可行，400G應該是主導速率。

400G光傳輸技術目前還存在標準之爭

40G時代，由于技術標準未統一，多種技術制式并存導致了互通性差、成本高、商用化進程慢。100G技術在標準化前也經歷過標準之爭，最終阿爾卡特朗訊所倡導的PDM-QPSK調制方式和相干接收技術以優良的性能統一了標準。同樣，對于超100G的標準，不可避免的也存在著標準之爭。

無論是芯片廠商還是系統集成商，目前主要關注的還是400G。從40G的前車之鑒可以看出，沒有統一的標準，400G將可能會重蹈40G的覆轍。目前主要廠商的400G系統有以下三種實現方案：

● 通過四載波的100G PDM-QPSK方式來構建400G超級波道

這種方案的好處是：100G技術已規模商用，技術成熟，成本低，跨距長。

● 通過雙載波的200G PDM-16QAM方式來構建400G超級波道

這種方案的好處是：頻譜效率提升165%以上，系統集成度較高，體積小，功耗低，目前已開始商用。

● 通過單載波的400G PDM-32QAM方式來構建400G波道

這種方案的好處是：頻譜效率提升300%以上，系統集成度高。

在上述三種方案中，單載波方案頻譜效率***，看似***的解決方案，但是由于香農定律的限制，其技術實現難度大，成本高，跨距短(<200Km)，如果沒有大的技術突破，在長途傳輸中的應用前景并不樂觀。業內專家曾指出，以目前的技術水平，單載波方案只適合于城域應用。四載波方案的優勢在于技術成熟、成本低、跨距長，但只有在引入頻譜壓縮技術提高頻譜效率，并通過芯片升級解決集成度和功耗問題的前提下，這種400G系統才是有意義的，否則以目前的100G芯片搭建出來的400G系統其本質還是100G系統。而對于雙載波方案來說，頻譜效率高和已開始市場商用是其***的優勢，以阿爾卡特朗訊和Ciena為代表的廠商已可以提供400G商用芯片，這可能會直接影響到400G標準的走向。但是，以目前國內大規模使用的光纖質量和光放大器來看，這種方案的的跨距相對較短，商用跨距在500km左右，這在長途傳輸應用場景中有一定的限制。如果結合低損耗光纖和新型光放大器，雙載波方案的跨距可以超過1000km，基本滿足長途傳輸應用。上世紀90年代敷設的“八縱八橫”骨干網如今臨近“退役”，中國電信已率先在新一輪的光纖網絡建設中采用低損耗光纖。通常來說，這些新敷設的光纖具有20年生命周期，將為400G、1T乃至更高容量光通信系統的商用打下堅實的基礎。

400G光傳輸技術門檻很高

傳輸的本質就是以更高的頻譜效率和更低成本進行長距離的信息傳送。在超100G時代，進一步提升系統容量和性能將面臨巨大的挑戰。因此如何在效率和成本之間找到一個平衡點，將影響著400G標準的發展。從香農曲線與調制方式的關系圖中可以看出，進一步增加頻譜效率意味著更高的信噪比要求，這也將直接導致400G系統的技術實現難度大大增加和成本快速上升。

從前面的標準之爭可以看出，400G技術走向的選擇其實就是廠商技術實力的較量。作為超高速光傳輸的核心技術，從100G時代起，超高速數字信號處理芯片較以往的研發難度大大增加，因此到目前規模商用為止，真正掌握這項技術的設備廠商依然很少。貝爾實驗室從2005年就成功實現了100G的演示，但是到了2010年才開始提供100G的DSP芯片，其技術難度從研發的時間長度中也可見一斑。在400G技術上，超高速光電數字信號處理及芯片的實現仍然是***的挑戰。由于超高速光電處理及相關芯片涉及光學和微電子等基礎領域，400G在頻譜效率、傳輸距離、集成度、成本和功耗等方面需要大量的技術積累和工藝創新，才能達到商用化要求水平，這是絕大多數設備廠商在發展400G技術時面臨的***障礙。

400G光傳輸系統涉及到以下一些關鍵技術，如

1、提高頻譜效率的高階調制方式;

2、光纖非線性效應的抑制和補償技術;

3、更加高效和高增益的前向糾錯技術(FEC編碼);

4、具有更高效算法、更大規模處理能力的數字信號處理;

5、更高速的模數轉換(ADC)技術;

6、能適應多種頻譜寬度的靈活柵格技術(Flex-grid)