C+L一體化光網絡解決方案技術白皮書C+L一體化光網絡解決方案技術白皮書版本日期作者審核者備注102025/04/23吳妮珊、于文博目錄TOC\o"1-2"\h\z\u發展趨勢 1智算業務推動網絡容量升級 1高速光模塊需求爆發式增長 2一體化器件產業鏈逐步成熟 3關鍵技術 5C+LWSS一體化 5C+LOTU一體化 7多波段系統自動功率均衡 10技術進展與應用建議 15相關標準與產業鏈進展 15傳輸相關試點和驗證 17.望 8市場展望 18技術演進展望 18.略語 9發展趨勢智算業務推動網絡容量升級隨著云計算、大數據、AI等智算業務的不斷興起和快速發展，全球網絡業務流量需求5AIAI型應用（如嵌入AI功能的現有服務）占全球網絡流量的%（AGR%），因功能升級引發流量“膨脹”；原生AI應用如自動化決策、自主交互雖初期占比不足%，但以%0AI（增強+原生將顛覆現有格局，尤其是視頻/圖像等富媒體AI交互，將驅動全球網絡基礎設施向高帶寬、低時延轉型，迫使全球運營商加速智能流量調度能力建設。T級超大帶寬的基礎上，還需要具備低時延、超高可靠性、算網協同任務式調度等能力。C+L一體化方案的推出，可以幫助運營商在保證高C+L波段的全波段無限調頻，打造更敏捷更靈活的光網絡設施。（CPO）和線性驅動可插拔光模塊（LPO）等來降低光模塊功耗。對比兩LPOCPOLPOG/0G/.6TPO如超低延遲場景）C+L高速光模塊需求爆發式增長AI-5年增長130OTN大容量方向持續演進，以解決流量增長快速與基礎設施更新緩慢之間的矛盾。mdia預測5模塊數量：3年Gps04,0萬個，預估至5,0.%。圖.1G325）市場空間：2025年起，全球相干波長出貨量將以9%的復合增長率持續增長。未來五年，Gps和Gps出貨量將占據主導地位。.T于4年底開始發貨。預計.T2027圖.2（~09（5Dll'Or）5C+L12THzC+LC+LC+LROADM全光交換能力。一體化器件產業鏈逐步成熟C+L一體化系統的商用與產業鏈的技術創新密切相關。根據一體化系統關鍵器件的實現難度和發展現狀，G+L系統的演進路線如下圖.3所示。從/L波段分立架構出發，一體化系統演進將經歷WSS一體化、WSS/OTU一體化、WSS/OTU/EDFA均一體C30%，板卡集成度提升一倍，系統運維更加便利。圖.3G+LC+LC+LWSS器件，OTUEDFAC+L一體WSSWSS2024C+LROADMC+L波段一體化調OTU一體化系統，可支持現網平滑擴容和升級。圖.4+LC+LC+LWSSOTUEDFA仍處OTU的一體化可C+L全波段自由波長調配。目前一體化TU所關聯的相干光收發器件DM和R+L寬譜技術、+L一體化寬譜可調諧LA以及OA等技術均已突破；預計5年26年可實現光模塊+LOTUC+L全波可調，400G/800GOTU單端口造價將進入合理區間，光系統整體成本進一步降低。圖.5+LC+LC+L四階段為C+LWSSOTU和一體化EDFAC/L波段合分波器件，簡化光層組網結構，減少合分波器件對跨段EDFA技術與量產尚存在諸多不確定性，相關一體化鉺纖仍處于研究階段，要視技術發展情況再做具體策略決定。圖.6+LC+LWSS的規模商用和部署，使1倍，資源利用率顯著提升；隨著一體化OTU2026C+LEDFA2027年，其成本和技術優勢有待后續衡量決策。關鍵技術C+LWSS一體化C+L系統演進，WSSC++L++波段，C6T+L6TWSS已OXCC+LLCOS（硅基液晶）的光波長OXCOXC實現光交叉功能的核心部件，實現波長級的光層調度功能。WSSWSS通道升色散/分光能力，配合光路透鏡調整（位置/焦距調整，甚至增加輔助透鏡），能夠實現12THzLCOSLCOS.k/.k/.K/OXC組網商用。圖.1+L一體化S+LXC.2所示，WSSC+L一體化，OA分立的階段，OXCC++L++OAC+L板卡一體化。圖.2+LS一體化XC當OA+L系統XC圖.3+LXC隨著網絡發展帶來核心節點光層調度維數的增加，高維度的OXC需求會進一步增長，C+L4048/64OXCCDCC+LM*NWSSMCSOXC400G800GSOXC作為智能化全光網絡的基礎底座，結合管控協同調度、全局智能化功率管理、光標簽等技術的應用，將實現一站式智能開局運維、C+L系統中功率調節化繁為簡、業務追蹤、錯連檢測、自動調度等功能，未來將進一步向更智能化方向演進。C+LOTU一體化200G400G800G40C++波段已無法滿足單纖容量提升的需求，頻譜資源進一步擴展到C+L波段（C6T+L6T）OTNOTNC+LOTU圖.4.4DPLA+L一體化TUDSPOTUCOTU400G技術已成熟。一體化LA/L雙芯片基于優+iNLA單.5所示。圖.5一體化LA對于一體化LA，需要解決兩個主要問題和技術難點。其一是超寬帶濾波芯片/增益芯片與高功率、小尺寸芯片存在矛盾，當nP/i器件從獨立的/L波段擴展到+L波段InPDBR方案，難以實現超窄線寬所需要的超長諧振腔結構。100kHzC+L240L120/C120G/0G.TC120+L120CL240InP硅光//LRMi/GePDiPnP/體化預計代價較大，需從器件材料/結構優化和算法補償方面進行優化。20252C+L800G光模塊”等光傳輸技術斬獲四項ihtav+BR光通信年度創新大獎（ihtave+TRnnovainevies）+LGDCFP2封裝，尺寸減少60%，功耗減少68%；130Gbd@5nm數字信號處理芯片（DP）、內部集成相干接收器和調制器（RM）以及內部+L一體化可調諧激光器組LAGd，采用前向糾錯（FEC）、星座整形算法和專利技術，提高傳輸能力并支持ULH傳輸，有助于有效減少電中繼數量和網絡建設成本。具體來說，中興通訊C+L一體化可插拔800G光模塊采用了如下新技術：先進的nmDP%，單位Gi/s%；先進的光學元件封裝工藝，將調制器和接收機集成在一個單元中，使集成水平提高100%，尺寸減小30%；先進的光波導封裝工藝使得激光的封裝模式從Mir-LA模型發展到了當前的nan-LA%業界首家將薄膜鈮鋰（TF-LN）技術應用于800G相干可插拔模塊的供應商，具有插入損耗小、非線性效應對光學系統高波特率的影響小等優點；+L.8+L.T%，提供了足夠的帶寬資源。C+L800GC6TL6T波段的一在光纖網絡的快速部署、實現靈活操作和維護方面具有顯著優勢。多波段系統自動功率均衡WDM/OTN常工作。如果在網絡開通中光纖參數跟預算設計不一致或網絡運維中光纖老化衰減出現變化，將會導致業務光信號的功率發生變化，嚴重時會導致業務中斷。另外，WDM/OTN系（APO）APO功能，助力光網絡更快調測，更穩定運行。C+L（EDFA分立）系統的APOC+LC+LEDFAEDFAEDFAC+LWSSOTUWSSOTUEDFA分立，兩種組網結構。APOC+LAPOC+L）系統中依然適用。按照波分網絡網絡組成結構，可以把網絡分為復用段和業務通道兩個層次。復用段是共信號經過合波之后起始，進入光纖傳輸，到信號分波前為終結。如圖.6OSNR預算要求；對于復用段層，APO功能可以保證當網絡開通中光纖參數與功率預算設計不一致或網絡運維中光纖線路衰減發生變化時系統功率預算的穩定，減少對業務的影響。同時，啟用復用段層APO圖.6OSNR功能可以自動將功率出現異常的波長通道調回最佳工作點，調節及時且.7APO過程是優化后功率也存在一定的不平坦度，但這種不平坦就是為了傳輸性能（如OSNR)均衡而有目的的調節的結果。圖.7APO100GOSNR余量和波道平坦度。當具體到寬譜C+L系統（12THz）時，為保證系統動態增減波時的傳輸性能穩定，系統需要依靠填充波技術保證波道始終為滿配狀態。該波道滿配的系統中存在著強烈的SRS效應，光功率從短波長向長波長轉移非常顯著。從性能角度來說平坦度顯著劣化。系統的功率均衡需要不斷迭代才能達到設計的目標值。CC+L開局場景，APO可以自動調節業務功率滿足性能要求；擴容場景，APO可以高效完成端到端的業務自動開通；運維場景，APO可以在鏈路劣化時自動運維，保障系統性能。（APO）算法來保障C+L系統開局調測快人一步、穩態性能優人一等的目標，APO算法也依然分為復用段與通道級兩個層次的調節。APO需要補償波段間的功率不平坦，迭代調節C波段與L波段OA增益；并且補償波段內的功率不平坦，迭代調節C波段與L波段EDFA斜率；APO需要補償殘余的功率不平坦，調節C波段與L波段WSS通道衰減。(a)(b)(c)圖2.8+L系統功率均衡效果示意C+L（EDFA合一）系統的APOC+LEDFACL波段在同一段鉺纖中進C波段與LAPO策略需要結合現有算法進行更新。EDFAAPO相比C+LAPO喪失了兩APO的調節目標不變，依然需要補償SRS效應CLOSNREDFAC+LAPOEDFAOPMAPOEDFAWSSEDFAC+LAPO圖.9DFA+LAPO技術進展與應用建議相關標準與產業鏈進展標準進展國際標準方面，400G/800G及以上相干光模塊、傳輸系統等相關標準主要由國際電信U-TE.3IFGPlualeMA、PC、pnROADMpnR+MA在短距應用方面，光互聯論壇（OIF）于2022年制定了400ZR標準規范，為400G相干光模塊的短距應用提供了明確的技術指導，定義了單波長無光放大點到點功率預算受限系統和DWDM有光放大點到點OSNR受限系統（傳輸距離小于120km）IFGRRCDP、OTNOpenROADM/OpenZR+也發布了400G300G8QAMoFEC替代級聯的方式來支持450km級的400G傳輸。U-TG5Q32GGU-TDDMDWDM的應用中得到了認可，Q6在800G標準化方面的表現值得期待。在400G以太網接口規范方面，IEEE802.3在2023年定義了400G以太網的物理層規范，包括客戶側的400G接口，規定了400G客戶側光模塊的傳輸距離；800G/1.6T以太網接口標準化正在進行中，包括單通道100G和200G兩路不同傳輸距離的接口標準制定。國內標準方面，高速光傳輸模塊及系統的標準化工作主要由中國通信標準化協會礎，結合國內應用需求制定而成，整體發展速度與國際標準基本同步。CCSATC6WG1先后完成了Nx400G光波分復用系統的一系列行業標準，包括術要求》和《擴展C波段光波分復用（WDM）系統的技術要求》。這些標準涵蓋了400Gx0Git/sPM-QAM/PM-QPKGi/sPM-QAM。隨著DSP和高性能FEC技術的發展以及運營商的建網需求，2023年CCSATC6WG1NGi/sDMNGi/s光波分復用（WDM）系統技術要求》兩項行標，將規范基于120Gbd以上的QPSK調制格式的WDM800G2023年12月份會議審查通過800Gb/s相位調制光收發合一模塊第11時圍繞.T強度調制光模塊、.T相干模塊等重點領域以及+L一體化光器件等方面展開了討論。產業進展一體化WSSC+L一體12THz的WSS24年逐步商用，一體化OXC架構幫助400GC+L現網實現集成度提升。一體化OTU方面，中興通訊2025年2月推出800GC+L一體化可插拔光模塊，支持12THz波段全頻譜任意調整，減少50%備件種類，同時可提升WASON恢復路由可用頻譜60%，功耗下降約68%，可有效節省機房空間，顯著降低系統功耗，降低運營商Opex。一體化EDFA實現路徑尚不明確，具有較大技術不確定性，目前主流的兩種一體化放大方案均不成熟。這些產業現狀和標準進展標志著C+L一體化光網絡穩步演進中，高速相干光模塊和新型寬譜光放大器件將持續推動一體化光網絡傳輸能力提升和產業進步。傳輸相關試點和驗證2025C+L2OTNG/0G/.6T+L%urklekmTN%.T方案。C+L80800GROADMC+L800GbpsC+LOTU模塊的業務傳輸能力、12THz能力以及WSON（波長交換光網絡）的波長恢復能力。在現網環境下，試點完成業務C+L30sC+LC+LWDM展望市場展望基于+L0G/DI800G800G2025400G800GC+L一體化光網絡部署建議如下：C+LOXCROADM站點具備+LU+L一體化XCC+L全波段自由波長調配。C+LG/.6T技術演進展望C+L一體化系統最終形態的關鍵器件EDFA是下一步重點關注的技EDFA具體來說EDFA目前主流的技術路線包括基質摻雜方案和鉺鉍共摻方案?；|摻雜方案：基質摻雜方案現存問題包括：帶寬不足，NF纖的r+拓寬，該方案的可行性較低。鉺鉍共摻方案：調整摻雜組分，優化制備工藝，有望拓寬r+在C波段帶寬，減少背景損耗影響，因此該方案具有一定可行性，其放大性能提升依賴鉺鉍共摻光纖的技術突破。400GC+LEDFA2027C+LEDFAC+LEDFA帶來的建網成本，目前C+L一體化EDFA400G5. 縮略語縮略語術語描述QPSKQarreaeyng正交相移鍵控，是一種四相位調制方式，具有良好的抗噪特性和頻帶利用率，可以應用在相干光通信系統中。M-QAMMQarreMolaonM階正交幅度調制，也是相干光通信系統中常用的調制方式WDMWalhMllig是將兩種或多種不同波長的光載波信號（攜帶各種信息）在發送端經復用器匯合在一