通信世界网消息(CWW) 目前超100G标准化研究工作取得阶段性成果，同时相应技术方案验证与选择有序稳步推进。预计未来2～3年内，以400G为代表的超100G技术有望在数据中心、城域/干线高容量地区率先商用。

作者：中国信息通信研究院技术与标准研究所 赖俊森

云计算、高清视频、移动互联网等新型互联网业务和应用推动着网络带宽需求高速增长。思科公司研究数据显示，互联网IP数据流量在过去5年间增长了5倍，并且在未来5年内将再翻3倍；而移动终端的数据流量在2015年增长74%，未来5年流量增长高达8倍。急剧增长的数据流量对光传送网络的带宽容量提出了越来越高的要求。

从2013年开始，基于双偏振态复用正交相位调制（DP-QPSK）、相干检测和数字信号处理（DSP）技术的100G光传输设备就已在国内启动商用化部署，随着网络带宽需求的增长，以400G为代表的超100G传输技术逐步成为业界研究和关注的焦点，近期在标准化研究和测试验证等方面取得了明显进展。

超100G标准制定，阶段性成果显现

超100G是目前光纤通信领域标准化工作的重点之一，电气和电子工程师协会（IEEE）、国际电信联盟通信标准组（ITU-T）和光互连论坛（OIF）三大国际标准组织均从不同角度开展超100G标准研究和制定工作，国内的中国通信标准化协会（CCSA）亦同步在400G传输系统性能、测试方法以及相关光器件模块等领域开展标准化研究工作。

IEEE的802.3工作组研究进展

IEEE的802.3工作组主要负责400GE接口的标准化工作，相应标准于2014年3月研究立项（标准编号为802.3bs），至2016年3月已经完成了1.2版本草案的编制和讨论，在接口结构类型、子层划分、功能配置、数据格式开销以及不同类型光纤传输方案等多个方面达成一致，已经确定采用基于26G波特率非归零码（NRZ）的16芯100m多模光纤应用（400GBASE-SR16）、基于53G波特率四电平脉冲幅度调制（PAM4）编码的4芯500m单模光纤应用（400GBASE-DR4）、基于26G波特率四电平脉冲幅度（PAM4）编码的8通路波分复用2km/10km单模光纤应用（400GBASE-FR8/LR8）等，但在应用代码的性能参数定义与规范，以及各通道FEC编码和实现方式等一些关键问题上还需要进一步研究和讨论，同时也正在探讨纳入200GE速率接口。该标准的制定相对于原立项计划有所滞后，目前最新计划预计在2016年内完成技术内容变更和标准草案审议，在2017年底前完成投票表决并在2018年初正式发布。

ITU-T研究进展

ITU-T的第十五研究组（SG15）中的Q6和Q11两个小组分别负责超100G物理层和光传送网（OTN）逻辑层的标准化工作。Q6目前主要是逐步将超100G传输可能涉及的新型物理层技术方案，如Nyquist-WDM频谱滤波和多维调制格式信号等，纳入G.sup39文件。由于目前超100G物理层在业务特征、技术路线和方案性能等方面的选择收敛程度不够，可能出现多个技术方案并存的状况，所以Q6对于超100G物理接口参数的标准化工作尚未展开，但Q11在超100G OTN逻辑层标准化方面取得了明显进展。在2016年最新修订并正式发布的G.709《OTN接口标准（5.0版）》中，定义了以5G时隙为最小粒度并且加入复用段映射结构的OTUCn帧格式，为超100G的大带宽业务确定了承载方式，并且为灵活以太网（FlexE）业务的透传和终结处理定义了基于Idle帧填充的IMP映射方式和部分速率ODUflex映射方式，实现可变带宽业务的灵活适配。

OIF研究进展

OIF的物理链路层（PLL）工作组和运营商（Carrier）工作组在2015年7月联合发布了《400G技术选择白皮书》，其中包含了对于多个400G线路侧可选技术方案的对比和分析，并从应用场景、组网需求和关键使能技术等不同角度，对400G面临的技术挑战和发展趋势进行了讨论与分析，意在分析梳理和对比收敛400G发展过程中出现的多种调制格式和技术方案，避免同一应用场景下出现多种码型、速率和调制格式并存而影响产业链健康发展的局面。此外，OIF的PLL工作组在2016年3月还发布了《灵活以太网（FlexE）配置协议》，基于以太网MAC层和PHY层解耦的基本设想，通过增加FlexE垫片（shim）子层进行时分复用和解复用处理（以5G时隙为最小粒度），完成多个100GE物理通道的绑定组合和拆分，实现灵活带宽的物理通道，为未来的多种超100G以太网业务提供统一的PCS/PMA/PMD子层规范，并且可以实现基于FlexE的业务带宽动态调整。

CCSA研究进展

国内CCSA的传送网与接入网技术工作委员会（TC6）中的传送网工作组（WG1）和光器件工作组（WG4），分别负责超100G光传输系统和光器件的标准规范制定。目前整体标准研究进度与国际保持基本同步，其中2016年已启动了N×400G波分复用系统技术要求和相应测试方法、超100G光传送网技术要求、400G多类型光模块等超100G相关行业标准的立项和制定。

超100G技术选择：400G或称为主流

超100G是多种可能传输速率的统称，例如400G、1T或n×100G等，其中的1T技术在调制格式、系统参数、器件性能和集成度等方面的选择与平衡更为复杂和困难，目前仍处于实验室探索阶段，其技术演进路线和推广应用前景尚不明朗。从现阶段的业务需求、技术成熟度、商用化产品研发和测试验证进展分析，400G将成为未来2～3年内超100G应用推广关注的主流目标速率。

从2014年起，国内三大运营商均开始关注以400G为代表的超100G技术发展并开展了一系列实验室测试与现网试点验证，业界通过测试验证对400G技术方案选择和适用场景等方面的问题进行了总结分析并取得了一定共识。

首先，以4×100G DP-QPSK Nyquist-WDM为代表的四载波灵活栅格超级信道方案相对现有100G系统谱效提升有限，难以平衡引入灵活栅格的系统成本上升，将不是400G技术应用的主要关注点。

其次，以高阶调制格式（DP-16/32/64QAM）为代表的单载波方案能够兼容现有波分系统，但对器件性能、系统功耗和OSNR等方面都提出严苛要求，目前看仅适用于短距离单跨段城域应用或数据中心内部光互连。此外，以2×200G DP-8/16QAM Nyquist-WDM为代表的双载波超级信道方案在谱效提升、传输距离和技术成熟度等方面具有相对较好的平衡性，可能成为下一步400G应用的主流方案。目前双载波方案的传输性能能够基本满足城域应用的要求，但在干线长距应用中则需要引入超低损耗、大有效面积光纤或Raman+EDFA的混合光放方案作为辅助以提升传输能力。