回望过去
华为光网络历经2.5G、10G、40G 三代产品的征程，终于在2008年取得了不错的市场成绩。然而，我们心中仍有更高的目标：100G甚至超100G时代，我们将如何给客户提供最好的解决方案？
100G由于采取了PM-QPSK（偏振复用的相位调制）相干技术，必须使用实时的数字信号处理才能完成对光信号的解调，这对华为来说是一个全新的领域。2008年伊始，华为针对100G光传输成立专项项目组，这是一个真正全球化的、并以光电、算法等专家和博士组成的核心技术团队，通过高强度的技术攻关和团队协作，最终在2011年成功推出了100G 光传送方案。华为100G商用以来，在全球各运营商网络中广泛商用交付，这里分享几个小故事：
征战西伯利亚荒原
2012年，俄罗斯某运营商的亚欧干线计划商用100G，整个网络从东到西跨距超过5000km，且地处西伯利亚极寒环境，条件恶劣。项目伊始的现网测试，就暴露了不少问题：链路不定期会瞬断，且无规律。
项目组先后多次派人实际考察链路，发现某段光缆采取了沿铁路架空的方式布设，“业务瞬断”通常出现在火车通过的时候。最终定位出问题的根源正是由于架空光缆位于铁路两侧，火车经过时的震动使得接收机内的鉴相信号相位抖动高出正常环境数千倍，远超原定的设计。
项目续群策群力，通过修改预设软化单元和优化参数很快地解决问题。最终，华为成为了唯一能通过该网络测试的供应商，并成为了该网络的长期合作伙伴。
雷电带来的神秘误码
2015年，华为及其他供应商的100G产品在某热带国家同时部署上线。运行一段时间后，客户通知几家设备商：通信链路中偶尔会有一些传输误码，希望各厂家加以定位。然而，网络中的错误似乎完全没有规律，现网各厂家的专家多次分析后都是一筹莫展。
面对这样的难题，华为的相关专家团队并未气馁，通过实时捕获瞬态变化的能力，在结合误码特征和客户环境反复分析后，推测出问题的触发原因可能为热带地区常见的雷电：当闪电正好发生在光缆附近时，空气中剧烈的电离效应将使得光纤中的偏振态SOP快速变化，超过了数字均衡器的预设跟踪能力，从而引发了链路中的错误。
在找到问题根源后，华为的光传输专家们开始着手解决这一问题，很快有了初步方案，通过调整配置参数在现网中实测消除了误码。看上去，这个问题似乎已经让客户满意了。
然而，华为研发团队并没有停下自己的脚步，世界上其他的地方还会不会更恶劣的雷电天气？当前的解决方案是否彻底解决了问题？为了彻底解决这一问题，华为公司斥资数百万美元，建立了可模拟雷电效果的实验室，并经过多轮技术攻关后，终于使用创新的算法将SOP容限进一步提升了10倍，目前，这一创新算法已经在华为推出的超高速产品中落地，进一步提升了华为客户的通信链路质量。
100G获得成功后，华为继续用精益求精的态度和敏捷前行的步伐持续创新，以实时相跳捕获和补偿算法解决了相位调制的跳周问题，以Trellis相位跟踪算法实现精准相位恢复 [1]，以新颖的时钟鉴相算法和非线性均衡算法弥补器件带宽过窄引起的信号畸变，成功于2013年、2014年和2015年连续发布了业界最佳性能的非差分PM-QPSK 100G方案、业界最早的双载波PM-16QAM的400G方案、业界首家以超60G波特率实现的传输距离最长的单载波PM-QPSK 200G方案和单载波PM-16QAM 400G [2]。
耕耘当下
移动互联网时代，随着智能手机和4G网络的高速发展，推动着电信骨干网的流量每年正以50%～80%的速度飞速增长。运营商需要采用新技术来进一步提升网络容量并降低每比特传输成本，以缓解运营商所面临的业务流量及网络带宽持续增长的压力。
目前，市场上已有厂商推出400G系统，以双载波PM-16QAM为业界的主流实现方式，PM-16QAM调制格式系统和100G PM-QPSK调制格式系统相比，具有更高的频谱效率，从而可以提升网络容量并降低每bit成本，然而，16QAM调制格式在商用部署上却有着一个致命的不足：传输距离相比100G大幅降低，理论上，PM-16QAM的背靠背OSNR容限比PM-QPSK差约6.7dB，因此PM-16QAM的传输距离只有不到PM-QPSK的四分之一。如何提升400G系统的传输距离，成为了业界难题。
此外，网络流量的飞速增长，使得运营商的机房散热与供电成了新的难题，日益高企的建筑成本使得机房扩建基本不可能，运营商需要绿色节能技术来帮助其应对供电与散热的挑战。
华为公司针对400G时代的复杂需求，在其第6代超高速解决方案中推出两个系列产品，分别对应高性能场景和低功耗场景。
高性能系列
高性能系列产品支持100G-600G速率灵活可调，并支持信道间隔50GHz~75GHz灵活可调。针对400G系统传输距离不足的先天缺陷，华为深入分析了光噪声，器件带宽及响应特性，非线性传输特性，综合提出了信道匹配整形（Channel-Matched Shaping，简称CMS）技术，该技术的基本原理是通过先进的编码和均衡算法，准确的网络和光层建模，以及对每条链路的实际情况的实时监测，进行针对性的自适应优化整形及补偿，从而最大幅度优化频谱有效带宽和信道熵。在这一创新技术的帮助下，华为公司将原有的400G传输距离由不到1000km提升到了3000km以上，解决了运营商在部署400G系统时面临的最大困难。
低功耗系列
针对机房散热与供电困难的问题，华为针对性的设计出低功耗系列。得益于业界领先的16nm FinFet工艺和创新的欠采样均衡架构与算法设计[3]，使得功耗在高性能系列的基础上降低了50%，大幅度降低了设备能耗比，为运营商带来了最佳绿色节能的解决方案；
此外，华为还这两个系列的方案中还集成了其独有的光网AI神经元模块，以实现光网络进一步向数字化演进，实现智能管控的平滑升级。该功能模块采用“光层标签”技术，直接在光层对波分网络中的所有波长进行实时快速标记、检测、数据收集，无需添加额外模块或者额外光电转换步骤。结合华为NCE-T集中管控平台，能够帮助运营商实现光网络的自主优化、自主保护、性能劣化提前预警等功能，支持运营商现有传统网络向意图驱动网络（IDN）的平滑演进。
憧憬未来
未来5~10年，5G网络将支撑移动互联网进一步发展，同时，AI等新技术的引入也对网络带宽提出了更高的要求，“更大容量、更高谱效率、更低能耗、更加智能”将会是对下一代光网络超高速传送的刚性需求。
华为已经启动了多项关键技术的布局，包括下一代算法、AI技术等，依靠着在多项技术上的持续创新，华为光网络将朝着极致容量、极致性能、极致能耗、极致智能的方向不断演进，创新之路，永不停歇。
[1] “Trellis-based feed-forward carrier recovery for coherent optical systems References and links”, Optics Express, 2016, 24(20)
[2] “Coherent Transceiver operating at 61GBaud/s”, Optics Express, 2015, 23(15)
[3] “Low-Complexity Design of Noninteger Fractionally Spaced Adaptive Equalizers for Coherent Optical Receivers”, IEEE Signal Processing Letters, 2016, 23(9) 
