400G和800G相干光传输标准最新进展

数据中心网络的干光快速发展导致光网络带宽需求猛增，每年以20%以上的传输速度增长 ，推动光传输网络向更高速率
、标准更大容量的最新解决方案发展
。

目前，进展单波100G/200G WDM系统已在运营商骨干网大规模商用部署，干光单波400G系统已从城域网走向骨干网 ，传输成为业界关注和应用的标准焦点。行业。最新随着400G光传输标准在各标准组织达成共识
，进展Beyond 400G成为各标准组织感兴趣的干光新话题。

光传输标准组织概况

光传输技术涉及的建站模板传输国际标准组织主要有ITU-T SG15 、OIF、标准IEEE802.3以及各种MSA（多源协议），最新各国际标准组织的进展职责分配以及与光传输设备的对应关系如下：如图1所示 。

400G和800G相干光传输标准最新进展

国际标准组织关系图

光传输客户设备输出的100/200/400/800GE以太网接口规范由IEEE802.3定义。连接WDM设备和客户设备的客户侧光模块相关标准由OIF/MSA定义。WDM设备涉及到的业务信号封装和光传输系统，系统规范由ITU-T SG15定义
，其中ITU-T SG15 Q5涉及光纤，Q6涉及WDM系统和光器件，Q11定义了OTN帧结构、高防服务器映射，以及其他技术。线路侧光模块实现由OIF/MSA定义 
。

国内光传输标准组织主要有CCSA TC6 WG1和WG4工作组。WG1标准化的WDM设备具有较高的权威性，基本反映了国内三大运营商的要求和设备商的能力
，而WG4主要定义了不同速率和应用的光模块标准。

Beyond 400G光传输标准进展 

近年来，OIF一直在各个标准组织中引领400G和800G相干光系统的标准化工作。2022年，免费模板OIF完成了400ZR标准规范。目前正在制定800G LR和ZR的规范，包括光系统参数 、FEC、DSP、OTN映射等技术方面 。预计将于2024年底完成 。OIF的标准进展对ITU-T和IEEE 802.3的800G标准化的技术趋势具有重要影响。

IEEE802.3在以太网接口规范方面具有绝对的权威 。IEEE802.3正在标准化800G/1.6T以太网接口，包括单通道100G和200G两路不同传输距离的服务器租用接口。值得一提的是，2023年，IEEE802.3dj项目中就800G 10km应用是否采用IMDD（强度调制和直接检测）还是相干技术进行了激烈的讨论。

最终，802.3dj决定为800G 10km设定两个项目目标，采用不同的技术解决方案。可以看到
，随着单通道速率的提升 ，模板下载相干技术正在不断下沉和拓展其应用场景。

ITU-T SG15 Q6工作组自2018年发布100G DWDM规范以来，400G/800G的标准化进展缓慢。根本原因是ITU-T致力于标准化兼容多个制造商和尝试的DWDM系统寻找一个参数来确定发射机的质量 ，但对于采用相干调制的DWDM系统很难取得满意的结果
。

2023年2月，Q6会议决定重启400G标准化，并对800G标准化采取开放态度。同时，Q6未来对C+L扩展频段的云计算需求在800G DWDM的应用中得到了认可，Q6在400G和800G标准化方面的表现值得期待。

CCSA TC6 WG1先后完成了Nx400G光波分复用（WDM）系统的一系列行业标准
，包括《Nx400G光波分复用（WDM）系统技术要求》、《城域Nx400G光波分复用（WDM）技术要求》 ）”和“扩展C波段光波分复用（WDM）系统的技术要求” 。这些标准涵盖了400G骨干、城域和扩展C频段的应用，调制格式主要指定2x200Gbit/s PM-16QAM/PM-QPSK和400Gbit/s PM-16QAM 。

同时，随着DSP（数字信号处理）和高性能FEC（前向纠错）技术的发展以及运营商的网络建设需求，两个行业标准，《Nx400Gbit/s超长距离光波分复用（WDM）系统技术要求》和《城域Nx800Gbit/s光波分复用（WDM）系统技术要求》是近两年启动的
。这些标准将规定120Gbd以上基于QPSK调制格式的WDM光系统，并启动800G城域网的研究，使我国走在长距离 、高速的前沿 。DWDM标准化
。

CCSA TC6 WG4近三年来完成了400G强度调制和相位调制技术的7个系列标准 ，并启动了800G光模块标准化工作，以支持光系统标准的应用需求 。

400G及Beyond 400G 的进展

ITU-T SG15 Q11工作组作为OTN技术的主要标准制定者，就400G OTN标准以外的阶段性讨论达成共识
。第一阶段主要围绕800G OTN标准制定，主要关注如何承载800GE以太网业务 、800G FlexO接口技术等，预计2023年底完成相关标准 。第二阶段重点是OTN 800G以上接口技术，将是2023年后标准讨论的重点 
。

在第一阶段工作中 ，ITU-T SG15 Q11已达成多项共识 。针对承载IEEE802.3规定的800GE客户端业务，确定了ODUflex（800G）速率以及800GE到OTN映射的参考点 。从800GE以太网接口恢复的两路257B格式的数据流按照257B的粒度进行交织
，形成一股数据流。

同时，为了解决257B带来的对齐和MTTFPA（平均误包接受时间）问题，将ODUflex 4×3808行净荷分为257B的整数倍块和38bit填充，其中使用了32bit携带CRC32完成相关错误标记功能。为了简化ODUflex与以太网接口的时钟倍频关系，对于这257B数据流还需要进行速率补偿，以弥补800GE以太网处理中删除的AM速率。

与400GE相比，为了节省传输带宽 ，缩小以太网业务速率与OTN速率的差距，增加以太网业务与OTN速率同模块的可能性，800GE到OTN映射的参考点由66B改为码流转为257B码流。800GE PMA接口到OTN传输网络的处理功能如下图所示。

400G和800G相干光传输标准最新进展

800GE到OTN的处理功能示意图

在FlexO接口技术方面，根据传输距离不同 ，分为FlexO-x-RS短距离接口和FlexO-xD长距离接口。其中，G.709.1中规定了FlexO-x-RS短距离接口 ，主要用于域间和域内互连，传输距离通常在40km以内。FlexO-xD接口在G.709.3中规定 ，主要用于相干接口的长距离互连 ，传输距离通常为100~450km。

短距离接口标准方面，确定先修改G.709.1，定义通用的FlexO-8帧结构、速率 、开销和映射技术
 ，也方便OIF或OpenRoadm等其他标准组织的使用参考相关框架结构 。由于B100G FlexO能够很好地支持高达800G速率，因此确定800G FlexO接口继续复用基于1280×5140的FlexO帧结构。

新增加的映射技术包括将以太网业务直接映射复用到FlexO-xe路径。该路径与传统的B100G映射复用路径相比
，减少了ODUflex通道层和OTUCn复用段，并允许将多个100GE/200GE/400GE或1 800GE映射直接复用到FlexO-xe 。

在长距离接口标准方面  ，与400G FlexO接口相比
，随着单口800G传输带宽的增加  ，在传输相同距离的前提下，对光器件和模块的要求更加严格，因此在原有FlexO-x-DO全速率接口上增加了全速率接口FlexO-xe-DO，不仅降低了OTN复用层次 ，而且降低了FlexO-x-DO接口DSP帧导频信号的插入频率。该接口主要适用于点对点以太网业务复用传输 ，不支持OTUCn或ODUflex传输。与OIF 800ZR接口相比 ，可以通过FlexO 3R再生功能延长传输距离 。

总体来看
，国内外标准组织已基本完成400G速率的光传输标准 ，其中128GBd以上基于QPSK调制的DWDM长距离应用是标准的重点；而B400G及以上速率包括800G甚至1.6T已成为ITU-T、OIF 、IEEE802.3、CCSA等国内外标准组织的研究热点。调制格式、映射技术、扩展C+L光系统 、高性能FEC等技术将成为标准化的关键技术。

资料来源
：fibermall