超高速光傳輸標準進展

  在AI算力革命和數據中心的雙重驅動下，超高速光傳輸持續(xù)向更高速率更大帶寬發(fā)展。2024年，隨著單400G波分系統(tǒng)在運營商骨干網絡中得到規(guī)模部署，標志著400G光傳輸正式進入商用元年。同時，隨著400G/800G光傳輸標準在國內外準組織基本成熟，超1T（B1T）光傳輸及新型技術成為各標準組織的熱點課題。

  高速光傳輸標準組織總覽

  高速光傳輸技術涉及的標準組織包括ITU-T SG15、OIF、IEEE802.3以及國內CCSA，各標準組織和重點標準技術如圖1所示。

  高速光傳輸標準主要包括光系統(tǒng)、光模塊、B1T OTN和以太網接口等技術，ITU-T SG15規(guī)范高速光傳輸的光系統(tǒng)和B1T OTN標準，其中ITU-T SG15 Q5涉及新型光纖（如G.654.E、空分復用光纖等），Q6涉及800G城域光波分系統(tǒng)和光器件，而Q11規(guī)范B1T OTN的幀結構、復用映射等技術；IEEE802.3規(guī)范800GE/1.6TE的高速以太網接口，用于高速光傳輸的客戶側接口；而OIF規(guī)范基于相干調制技術的800G/1.6T ZR/ZR+光系統(tǒng)和光模塊標準、用于高速光傳輸的線路側接口，以及數據中心互聯(lián)應用。

  高速光傳輸的國內標準組織包括CCSA TC6 /TC 12/ST 7。其中TC6 WG1工作組規(guī)范的波分復用設備行標具有極高的權威性，體現了國內三大運營商的需求和設備商的能力，同時還進行C+L一體化、空芯光纖等新型光傳輸技術的標準化，而WG4以速率和距離為維度來規(guī)范不同規(guī)格的光模塊標準。

  800G及以上速率光層標準進展

  ITU-T SG15 Q6工作組正在進行800G城域DWDM的標準化工作，預計2026年完成。致力于規(guī)范多廠家兼容的DWDM系統(tǒng)，ITU-T持續(xù)尋找一種判定發(fā)射機質量的參數，這對于相干調制的DWDM系統(tǒng)，比較困難，目前已決定采用ETCC參數，并持續(xù)與OIF和IEEE802.3進行合作研究。2025年6月，在Q6的巴黎會議上，中興通訊建議啟動1.6T的標準化，得到會議各方的廣泛認可。同時中國移動建議Q6與Q5聯(lián)合進行空芯光纖的研究，初步得到認可。Q6高度重視規(guī)范能夠體現其獨特價值的標準，預計未來C+L擴展波段甚至S波段擴展，以及空芯光纖和空間光通信等技術將會得到體現，Q6在高速光傳輸的標準化中的作為值得期待。

  OIF近年來持續(xù)進行相干光系統(tǒng)和光模塊的標準化，進度處于各標準組織的前列，影響力持續(xù)提升。2024年10月，OIF發(fā)布了800G ZR標準規(guī)范，并在2025年4月發(fā)布了800G LR標準規(guī)范，標志著OIF完成了800G相干光模塊的標準化，并在2025年的OFC上進行了800ZR技術的互通展示。2024年以來，OIF相繼立項了1.6T ZR/ZR+/CR三個項目，標志著OIF正式進入了1.6T的標準化時代。1.6T ZR項目明確采用單波長1.6T，調制格式為PM-16QAM，傳輸距離為80~120km，波段為C波段，該項目預計2026年Q3完成。而1.6T ZR+項目已經決定采用雙數字子載波的調制格式，目標傳輸距離為2000km（1.2T）和1000km（1.6T），波段選擇C+L，預計2026年底完成。同時OIF啟動1.6T輕相干（CR）項目，旨在規(guī)范簡化相干技術，持續(xù)擴大相干技術的應用范圍。值得一提的是，1.6T ZR+項目也是OIF首次規(guī)范多跨段的標準，勢必會持續(xù)提升OIF的影響力并對ITU-T和IEEE802.3的1.6T標準化的技術動向有著重要影響。

  IEEE802.3在以太網接口的規(guī)范方面有著絕對的權威性。IEEE802.3正在規(guī)范800G/1.6T以太網接口，單通道100G的802.3df已經在2024年發(fā)布。目前規(guī)范基于單通道200G的802.3dj項目，不同距離的方案已經確定，并輸出了該標準的D2.0版本，根據該項目的計劃，預計2026年9月發(fā)布。同時IEEE802.3啟動了單通道400G的研究，隨著該技術的成熟，IEEE802.3將會加速規(guī)范1.6T以太網接口的標準。

  CCSA TC6 WG1在2024年完成了《超長N×400G光波分復用（WDM）技術要求》，該標準規(guī)范基于120GBd以上的QPSK調制格式的DWDM光系統(tǒng)，從而很好地滿足了國內三大運營商對400G超長距的標準需求，推動了400G DWDM的商用規(guī)模部署進程。2025年啟動規(guī)范《城域N×800Gbit/s光波分復用（WDM）系統(tǒng)技術要求》，并立項了《長距800G光傳輸系統(tǒng)技術研究》《S+C+L波段的光波分復用（WDM）傳輸技術研究》《1.6Tb/s光波分復用系統(tǒng)技術研究》等研究課題，啟動了800G長距、波段擴展和1.6T光傳輸的研究，使得國內在長距離和高速DWDM標準化方面走在了前列。

  同時，CCSA TC6 WG4近兩年來基本完成了800G強度調制和相位調制兩種技術的多項系列標準，并啟動了1.6T光模塊以及C+L一體化關鍵光器件的研究和標準化，從而更好地支撐光系統(tǒng)標準的應用需求。

  CCSA TC12 WG3，正在制定行標《衛(wèi)星互聯(lián)網星間100Gbps光通信系統(tǒng)技術要求》，并在2025年立項了行標《衛(wèi)星互聯(lián)網星間100Gbps光通信系統(tǒng)測試方法》，同時在WG4立項了行標《面向衛(wèi)星中繼的星間激光通信系統(tǒng)測試規(guī)范》，標志著高速光通信正在從地面走向空間。

  量子通信作為未來信息通信行業(yè)的一個新興戰(zhàn)略性制高點，由CCSA ST7負責其標準化工作。當前，ST7正在討論行標《基于OTNSec協(xié)議的量子保密通信應用設備技術規(guī)范》，旨在制定面向量子加密應用的OTN設備規(guī)范。

  B1T OTN標準進展

  ITU-T SG15 Q11工作組正在進行B1T OTN的標準化工作，B1T OTN是主要面向以太網業(yè)務優(yōu)化承載的大帶寬OTN接口技術。B1T OTN標準技術在制定過程中秉承了極簡架構和產業(yè)共用的設計理念。

  極簡架構

  基于OTUk的100G及以下OTN接口技術定義了1.25G和2.5G的時隙粒度，用來進行客戶業(yè)務的高效承載。對于OTUk接口，速率每演進一代，映射復用層級就增加一級，而且速率的演進也并非保持整數倍提升，例如OTU4的速率是OTU2速率的10倍多而非嚴格的10倍，從而導致100G及以下的OTN接口映射復用層級多、接口演進速率不斷提高的問題。基于FlexO的B100G OTN創(chuàng)新地提出了OTUCn和FlexO的技術，OTUCn中支持5G時隙用來時隙客戶業(yè)務的承載，FlexO作為接口技術引入了性能更好的RS（544，514）FEC。FlexO也引入了100G實例的概念，不同速率接口對應的FlexO均為100G實例的整數倍，從而解決了接口演進速率不斷提升的問題，但并未解決之前OTN面臨的層層復用的問題。

  B1T OTN接口技術基于FlexO接口進行了擴展，創(chuàng)新性地引入基于100G時隙粒度的FlexO的路徑層，為了降低映射復用的層級數量，在設計之初就設定了不超過3級的路徑層，即不管速率演進到多高，B1T OTN最多只有3層路徑，繼承了FlexO接口演進速率不提升的優(yōu)勢外，還解決了傳統(tǒng)OTN層層復用的問題，極大簡化了OTN的層次架構。此外，在OAM的監(jiān)控方面，也進行了一個簡化調整，將傳統(tǒng)OTN的6層TCM（tandem connection monitoring）架構降低為最多4層TCM架構。

  產業(yè)共用

  OIF定義的ZR是一個借鑒了ITU-T定義的FlexO幀結構的點到點接口技術，ZR的客戶業(yè)務是以太網。B1T OTN是一個面向端到端的網絡技術，其中90%左右的客戶業(yè)務是以太網，為了能夠保持共用產業(yè)鏈優(yōu)勢，標準討論中一個很大的技術傾向就是保持ZR中的以太網業(yè)務到FlexO幀的映射機制和B1T OTN中的以太網業(yè)務到新的FlexO路徑層的映射機制相同，即以太網客戶業(yè)務先按照257b為單位進行分流，然后按照GMP（generic mapping procedure）的機制映射到服務層的凈荷區(qū)域中，B1T OTN新的FlexO路徑層保持和ZR中FlexO幀相同的凈荷區(qū)域和速率，新的FlexO路徑層的開銷區(qū)域則根據網絡技術需要針對性地擴展支持PM（path monitoring）和TCM監(jiān)控能力。另一個重要的變化是接口速率的下降，通過降低映射復用層級數量以及降低不同層次之間的速率差異，B1T OTN的接口中的100G實例速率可以相比ZR接口的100G實例速率增長不超過1%，以期實現相關器件的重用。

  除了承載以太網，B1T OTN還保持了后向兼容性，能夠支持傳統(tǒng)的OTN接口中的ODU業(yè)務在B1T OTN網絡的承載。為了實現高效業(yè)務承載以及保持B1T OTN 100G時隙粒度的大顆粒調度，可以基于OTUCn作為多個低速ODU業(yè)務匯聚的實體，通過一些降速技術實現到新的FlexO路徑層的映射。整個B1T OTN網絡的功能架構如圖2所示。

  B1T OTN的標準在2025年3月的ITU-T SG15全會中取得了突破性進展，已經在該會議正式立項G.709.1增補1用來規(guī)范B1T OTN技術，其內容的核心在于新的FlexO路徑層的幀結構設計以及不同層次之間的復用關系，該標準計劃與2026年7月發(fā)布，屆時也會啟動B1T OTN的設備等其他相關標準的制定。

  總結

  800G短距和城域光傳輸標準在國際標準組織基本完成，而800G的DWDM長距應用、波段擴展是國內標準的研究重點；而B1T以上速率，重點為1.6T高速光傳輸成為ITU-T、OIF、IEEE802.3和CCSA等國內外標準組織的研究熱點，調制格式、接口技術、波段擴展、C+L一體化、空芯光纖和衛(wèi)星光通信等技術將成為未來標準化的焦點。

  作者：中興通訊 武成賓，張源斌