三大标准推进 论400Gb/s技术及应用展望

　　从芯片和设备研制、工程设计、网络运营维护等角度考虑，采用达到共识的唯一传输技术方案将对技术和产业发展驱动力最大，这在40Gb/s和100Gb/s技术的发展过程中得到充分验证。目前400Gb/s面临的技术发展环境与昔日40Gb/s有些类似，只不过40Gb/s仅仅是采用调制码型变化来改善传输距离，而400Gb/s则额外增加了调整子载波数量的维度，但400Gb/s面临的市场环境与40Gb/s有所不同，目前及未来城域及跨区的大型数据中心等传输应用潜在需求很大，传统干线优先采用最高速率的传统可能面临变革。另外，虽然400Gb/s的多技术方案对于其未来产业化规模应用带来一定障碍，但基于多种传输距离规格的新型高带宽传输需求将对400Gb/s的多技术方案提供有力支撑。因此，400Gb/s技术方案未来的最终选择与应用场景密切相关，很有可能率先打破高速传输新技术启动商用时单一方案一统天下的局面。

　　400G未来商用前景可期，尚存诸多不确定挑战因素

　　新型超高带宽应用和高速光通信技术革新等共同推动传输速率持续提升。虽然何种速率将在未来占据超100Gb/s技术主导地位业界尚未达成共识，但400Gb/s基于其标准化制定、技术可实现、可重用100Gb/s器件/芯片等优势近期已成为超100Gb/s最受业界关注的候选速率。首先，从传输网络带宽提供能力上来看，目前100Gb/s系统刚开始规模部署，按照思科公司2013年的预测，IP流量（传输带宽主要消耗者）在未来几年将保持大约23%的复合增长率，按此估算大约7年以后带宽需求相对2013年增长4倍左右,也即2020年对于400Gb/s的带宽需求和2013年对于100G的带宽需求相当，因此至少需在2017~2018年左右启动现网承载业务应用试点；其次，从产业标准及器件芯片支撑上来看，预计2016~2017年左右400Gb/s客户侧接口标准将制定完成，基于400GE客户信号映射的新一代OTN架构也将标准化完成，相应400Gb/s关键芯片和器件也将逐渐成熟。综合考虑上述应用需求及产业成熟度等因素，400G未来商用前景值得期待。

　　虽然目前来看400Gb/s速率未来占据超100Gb/s首选商用速率的可能性比较大，但也存在很多不确定性挑战因素。首先是技术方案多样化的影响问题。前面已提及昔日40Gb/s技术生命周期短的重要原因之一就是技术方案太多，没有形成产业化合力，而400Gb/s的技术方案面临类似情形，只不过方案数量相对40Gb/s要更少一些；第二，未来传输带宽的实际增长速率问题。如果网络未来传输带宽需求增长过快，那么按照4倍速率提升传输带宽可能满足不了增长需求，而如果网络未来传输带宽需求增长过慢，则100Gb/s主导的周期会加长，随着时间推移和技术革新，大于400Gb/s的速率灵活可适配的传输技术将可能趋于成熟，基于400Gb/s技术的黄金期将不再重现。第三，400Gb/s技术成本和功耗问题。业界为了探索可商用化的100Gb/s技术进行了大规模投入，短期内无法获取明显的盈利，而且厂商之间竞争加剧了利润率的降低。因此，如果400Gb/s技术在成本、功耗和集成度等方面相对100Gb/s而言没有取得预期显着提升的话，短期内很难与100Gb/s进行竞争，毕竟100Gb/s技术依然在不断优化和改善之中，相当于100Gb/s技术生命周期的延伸变相压缩或者降低了400Gb/s技术的市场预期。

　　结论

　　400Gb/s借助标准化推动和技术近期可达等成为目前聚焦度最高的超100Gb/s传输速率。基于重用100 Gb/s关键技术理念及核心器件，400Gb/s技术发展较快并已研制成功采用多种技术方案的设备样机并开展现网试验。由于信号速率提升了4倍，400Gb/s与100 Gb/s相比而言采用了个性化的调制及载波技术，但预计不会采用复杂度更高的OFDM技术，目前已出现四载波QPSK、两载波16-QAM和单载波16-QAM等多种典型方案，这些方案均无法实现频谱效率与传输距离的完美匹配，只能根据应用场景特点选择相对优势方案。综合考虑未来带宽需求及高速传输产业成熟进度等，400b/s技术未来商用前景非常值得业界期待，但同时也存在诸多不确定性，预计到2016年左右400b/s技术的市场定位将趋于清晰。