40Gb/s当年类似的情形，而且技术路线的选择更为复杂，典型包括正交幅度调制（n-QAM）等调制格式、载波个数，以及

基于奈奎斯特WDM、电/光域的正交频分复用（OFDM）线路传输复用方式等等。从目前整体发展来看，线路侧近两年可支持

商用化产品的400Gb/s技术路线主要重点落在4载波的QPSK（传输距离1000km量级）或者2载波的16QAM（传输距离500km量

级）上，但这并不排除其他方案后来居上情形的出现。

无论是超100Gb/s客户侧还是线路侧，在最终技术路线选择时面临的关键问题，就是如何让性能和成本尽可能在特定阶段

接近某种平衡，譬如超100Gb/s客户侧接口就是应用需求要求低成本实现的最明显例子。客户侧传输距离短因而存在多种

实现方案，这将导致出现评估哪种方案成本更低的难题，IEEE 802.3bm项目中100GE单模光纤的多种低成本方案目前仍然

没有达成共识就是例证。另外，线路侧技术选择主要面临的就是如何权衡传输距离和频谱效率的取舍，但同时频谱效率又

会变相地转化到比特成本上，因此实际上也是性能与成本之间的平衡问题。

面临诸多挑战，信号处理最为突出

虽然40Gb/s和100Gb/s尤其是100Gb/s技术研究及最终商用实现方案选择经验为超100Gb/s技术的未来发展提供了很好的参

考，但由于超100Gb/s传输速率一般至少要提升4倍或10倍，相应参与光电信号处理的光学器件和微电子器件工作带宽显著

提升，超100Gb/s在后续发展方面还面临诸多挑战。

第一，多技术路线选择整体上不利于超100Gb/s未来发展。无论是客户侧还是线路侧，超100Gb/s的技术路线都面临多样化

竞争方案选择，不像在100Gb/s发展阶段中技术优势明显的DP-QPSK和基于数字信号处理（DSP）的相干接收等，目前超

100Gb/s技术方案中暂时没有哪种方案明显占优，这种方案多样性在有利于通过竞争来攻关技术难题、探索技术新方向的

同时，将产生诸多业内互相竞争的产业链条，在一定程度上会影响超100Gb/s整体产业的成熟进度，类似现象在40Gb/s发

展过程中也曾出现。因此，尽快推动超100Gb/s标准化进程至关重要。

第二，未来实际带宽需求量将影响超100Gb/s技术发展节奏。按照思科公司2012年预测，2016年固定互联网带宽需求大约

是2011年的3.5倍，移动数据带宽需求大约是2011年的18倍，而中国电信预测2017年干线网络最大截面传输需求将达

38Tb/s，基于现有商用的100Gb/s传输技术承载未来巨量带宽需求将面临成本、功耗、机房面积、光缆资源和运维等诸多

挑战，而且目前尚未出现相比光纤通信技术容量更大的其他传输技术。因此未来4~5年出现超100Gb/s传输需求的可能性较

大，但最终实际需求还是要取决于后续实际带宽需求的发展规模，这将直接影响超100Gb/s技术成熟的节奏。

第三，超高速光电处理及芯片实现面临瓶颈。由于无论是客户侧还是线路侧，超100Gb/s速率相对于100Gb/s而言至少增加

4倍或更高，采用现有技术和芯片工艺在功耗、集成度和成本等方面优势不大，而采用新技术和新工艺等将在调制和编码

、系统传输、解调和数字信号相干接收处理等方面面临技术挑战，典型如客户侧高速率（如50/56Gb/s）电接口、线路侧

高采样率数模/模数转换器（64Gb/s以上）、更低功耗超大规模电路DSP处理电路、优化线路损伤提升传输距离的DSP处理

算法、更高增益FEC等。由于超高速光电处理及相关芯片涉及光学和微电子等基础领域，超100Gb/s在频谱效率、传输距离

、集成度、成本和功耗等方面还需要大量的技术和工艺创新，才能达到商用化要求水平，这是超100G发展目前面临的最突

出障碍。

尚处发展初期，未来演进存多种可能

虽然目前400Gb/s已经出现了商用试验案例，但纵观应用需求、技术路线、标准规范、设备研制等多方因素，超100Gb/s整

体上尚处发展初期，后续演进存在多种可能。第一，从客户侧应用需求来看，由于传输速率标准已经确定为400GE，目前

国外大量的400GE超高速光互联驱动主要来源于大型和超大型数据中心建设，而我国超100Gb/s首要应用需求则可能出现在