随着互联网、云计算、LTE以及物联网的飞速发展，用户业务需求不断变化，数据流量不断攀升。面对网络流量爆发式持续增长，IEEE预测到2016年，网络流量将增加10倍，到2020年网络流量将增加100倍。2015年，“互联网+”行动计划出台，对网络带宽、业务快速提供、网络灵活性等方面都提出了更高要求。作为流量承载主体，光传输网为满足用户新需求，必须扩大网络容量，增加网络灵活性。在100G刚刚迈入黄金发展期之时，400G技术已经曙光初现。

 

 

从2010年ITU-TSG15发布第一篇OTU5（400G）文稿以来，400G/1T技术演进和标准化引起了业界广泛关注。IEEE侧重客户和线路侧光接口的定义，其对400G或者1T以太网速率选择直接决定OTN未来的研究走向，目前偏向选择400G速率；而OIF关注的方向包括DWDM传输层、以太网客户侧、OTN和光交换、网络管理、控制平面等；ITU-T是目前主要进行400G/1T OTN架构、帧结构和复用映射等方面技术标准，其OTU固定颗粒和灵活颗粒是目前讨论的热点，2012年启动B100G项目，拉开了400G/1T研究的序幕；CCSA在2012年完成了《400G/400GE承载和传输技术研究》报告，正式启动了国内400G技术的标准研究。根据IEEE2014年5月研讨会议的结论，计划标准草案D1.0在2015年1月~2月推出，但由于草案中关于SMF的具体光接口技术方案目前争议较大，同时影响其他参数选择，存在NRZ、PAM4、DMT（仅限定在10km）等多种制式，标准没有按期推出。尽管如此，纵观整个行业动态，400G标准化工作仍在稳步推进中。

 

 

在400G时代，信号调制格式将更加灵活，目前业界纷纷推出了BPSK/QPSK/8QA

 

M/16QAM等调制模式灵活适配的400G设备，不同调制模式可以适应不同的应用场景。同时，400G有望采用更高的波特率以减少调制阶数，同时单载波速率不会无止境提高，超100G时代将更多采用多载波提高频谱效率，未来超100G可能会根据应用场景，采用N×100G或N×200G的组合。

 

目前业界的400G系统主要有以下三种实现方案：

 

一、通过四载波的100GPDM-QPSK方式来构建400G系统。这种方案的优点是：100G技术已规模商用，技术成熟，成本低，跨距长；

二、通过双载波的200GPDM-16QAM方式来构建400G系统。这种方案的优点是：频谱效率提升165%以上，系统集成度较高，体积小，功耗低；

三、通过单载波的400GPDM-64QAM方式来构建400G系统。这种方案的优点是：频谱效率提升400%以上，系统集成度高；

 

如上图三种方案，单载波方案频谱效率最高，看似最好的解决方案，但是由于香农定律的限制，其技术实现难度大，成本高，跨距短（<200Km），如果没有大的技术突破，在长途传输中的应用前景并不乐观。而前两种方案根据不同的运用场景，综合考量容量与传输距离的均衡，已经广泛开展测试和试点应用。

 

 

各运营商从2010年开始重点关注100G技术的发展，到了2013年，100G技术在全球市场迎来了爆发性增长。在中国，各运营商的100G集采规模更是不断刷新世界记录。而2014年至今，运营商不断加大在100G领域的投入，如今中国已是全球100G OTN最大的市场。目前100G设备承载了大多数的网络流量，可以说100G已经步入全面成熟期。尽管100G容量已经非常大，但考虑到用户不断增长的流量需求，以及万物互联时代即将到来，业界并不满足于100G。但是，现有技术并不足以完全支撑400G/1T全面取代100G。如何提高频谱效率的高阶调制方式（图2）如何突破香农极限（图3）以及如何适应多种频谱宽度的灵活栅格技术（Flex-grid）这些都是亟待解决的问题。所以整体来说，400G近期并不会取代100G，二者中长期来说应该是共存互补。

 

 

烽火400G解决方案采用业界最大容量100G/400G传送平台—FONST6000U60设备。作为烽火新一代大容量PEOTN产品，定位高端，适用国干、省干、城域核心等各网络层次，满足25.6T交叉容量节点需求，是业界最佳100G/400G应用平台。为运营商构建大管道、灵活调度、统一交换的OTN/WDM传送解决方案。

 

烽火已于2013年4月发布了400G样机。2014年5月中国移动集团组织400G测试，烽火在后进场的条件下，调试时间最短和最稳定，率先完成了测试，结果优异。同年7月，开通了西安至信阳全程985.8KM的工程，线路为G652和G655混纤，加载业务并稳定运行。2014年9月国内首次实现一根普通单模光纤中在C+L波段以375路、每路267.27Gb/s、总共100.23T的超大容量超密集波分复用传输80公里，实现我国光传输实验在容量这一重要技术指标上的突破，推动我国迈入传输容量实验突破100T的国家前列。在超级信道技术方面，利用多载波产生技术和奈奎斯特光滤波技术成功实现了国内首个单光源3.2T2080公里标准单模光纤实时传输系统，并保留了相当大的工程富裕度，该结果为当时实时传输系统中单通道传输速率-距离积的世界最高纪录。

 

进步无止境，超100G技术还面临很多挑战和亟待解决的问题，我们也期待超级信道等革命性新技术成熟，并与SDN/NFV结合，构建未来智能光网络。