从概念到落地：C+L一体化技术发展现状与趋势前瞻

        2025年，全球AI增强与原生应用相关的网络流量呈现出爆发式增长；预计至2030年，AI相关流量（增强+原生）将颠覆现有格局，尤其是视频/图像等富媒体AI交互业务的发展，将驱动全球网络基础设施向高带宽、低时延转型，迫使全球运营商加速智能流量调度能力建设。算力网络的蓬勃发展给底层骨干传送光网络的容量带来了新的挑战，数据中心互联、城域网建设等大容量、灵活接入需求场景，也推动光传输网向大容量、高速率、低成本、低时延和支持灵活调度等方向主动演进。

        当前光传送网络主要有2个途径提升单纤传输容量，一是提升单波速率，二是频谱扩展，增加单纤传输信道数量。提升单波速率的技术手段主要依靠先进的光数字信号处理（oDSP）和纠错编码（FEC）算法来改善高阶调制格式的接收性能；C+L波段扩展应用可以在原有C波段基础上实现波道数扩展一倍，从而系统容量翻倍。因此单波400G/800G/1.6T C+L系统在算力网场景逐渐大规模商用。

C+L一体化发展现状

        算力网在保障T比特级超大带宽的基础上，还需要具备灵活调度、超高可靠性等能力。C+L一体化方案的推出，可以助力运营商在保证高速率、大容量的前提下，高效应对数据洪流，实现扩展C+L波段的全波段无阻塞调度，光支路侧可支持全波段波长无关，打造更敏捷更灵活的光网络设施。C+L一体化光网络解决方案中，OTU（光转换单元）和WSS（波长选择开关）支持12THz C+L全波段任意调谐、调度能力，可以简化C+L系统的组网结构，最大程度上发挥ROADM（可重构光分插复用器）全光交换能力。此外在WASON下中继业务恢复场景，C+L一体化方案可以将网络中恢复资源池里的中继板卡供全网统一调配使用，增强网络抗多次故障能力。

        C+L一体化系统的商用与产业链的技术创新密切相关。400G C+L系统的演进路线如图1所示，从C/L波段分立架构出发，一体化系统演进将经历WSS/OTU/EDFA（掺铒光纤放大器）全部分立器件、WSS一体化、WSS/OTU一体化、WSS/OTU/EDFA均一体化四个不同阶段。其最终形态从结构上接近现有C波段系统，器件成本相比分立架构C+L阶段预计降低30%，板卡集成度提升一倍，降低设备占用空间。在C和L波段EDFA一体化后，C和L波段之间不用保留原有的保护间隔，实现C+L全频可用，OTU和WSS可以演进为C+L波段全频切换，进一步提升C+L波段的频谱利用率；C和L波段之间可通过一个EDFA/WSS统一调节实现功率均衡，系统性能调优和运维更加便利；此外一体化C+L系统无需配置C和L波段合分波器件，降低系统跨段损耗，进一步提高系统的传输能力。

        C+L二阶段依赖一体化WSS器件，OTU和EDFA仍然为分立形态。2024年下半年起，WSS一体化的C+L系统开始规模商用，对应ROADM站点具备C+L波段一体化调度的能力。

        C+L三阶段在已具备一体化WSS的基础上，引入一体化OTU器件，仅有EDFA仍处于分立状态。从光层来看，C+L三阶段与二阶段的组网结构基本一致，但OTU的一体化可以使光网络实现完全的C+L全波段自由波长调配。

        C+L四阶段为C+L一体化的最终形态，通过一体化WSS、一体化OTU和一体化EDFA器件的全面应用，去除C/L波段合分波器件，简化光层组网结构。但目前一体化EDFA技术与量产尚存在诸多不确定性，相关一体化铒纤仍处于研究阶段，要视技术发展情况再做具体策略决定。

C+L一体化关键技术和产品

        C+L一体化LCoS（硅基液晶）、ITLA（集成可调谐激光器组件）和铒纤是C+L一体化演进的核心技术，随着一体化LCoS和ITLA实现技术突破，一体化WSS和OTU逐渐大规模商用，C+L一体化向三阶段演进。而一体化铒纤技术尚存在诸多挑战，目前产业界仍在持续研究，一体化EDFA暂时无法满足商用需求。

C+L一体化WSS

        如图2所示，一体化WSS中LCoS扩展到C+L波段，相较于分立式WSS，一体化WSS的单通道间隔的像素尺寸会被压缩，存在WSS通道带宽窄化问题。该问题可以从光路和算法两方面解决，光路方面，增加棱栅线数提升色散/分光能力，配合光路透镜调整，如位置/焦距调整，甚至增加辅助透镜，能够实现12THz光发散角压缩和LCoS面光斑的压缩；算法方面，LCoS整形算法优化结合LCoS分辨率提升（2.4k/2.9k/3.3k），可以进一步改进带宽。

        目前C+L一体12THz WSS已在业内逐步推出，同时以WSS为核心的OXC设备也进一步向C+L一体化方向发展。

        OXC作为智能化全光网络的基础单元，结合管控协同调度、全局智能化功率管理、光标签等技术的应用，将实现一站式智能开局运维、简化功率调节、业务追踪、错连检测、自动调度等功能，推动算力光网络向更智能化的方向演进。

C+L一体化OTU

        C+L一体化OTU主要由DSP、ITLA、调制/解调器和光放大器等组成，其内部结构如图3所示。

• 电模拟芯片和DSP芯片

        一体化OTU涉及的关键技术与C波段OTU基本一致，仅在DSP芯片方面需要少量补偿，目前400G/800G调制、解调功能和DSP数据恢复算法均已成熟。

• 一体化ITLA

        一体化ITLA采用双芯片集成（C/L双芯片+低损光开关）方案或单片外腔（基于优化量子阱结构的单增益芯片+基于SiN波导微环的多环谐振腔）方案，其中成熟商用的一体化ITLA单片外腔方案如图4所示。

        中兴通讯采用微环谐振滤波器和独家外延结构，已经实现了业界领先的30kHz窄线宽、C+L一体化240波可调谐激光器，支持现阶段400G/800G相干光模块及未来1.6T相干传输系统需求，满足运营商向CL240演进的需求。

• 一体化调制器和探测器

        一体化调制器和探测器主流的技术路线包括硅基路线和InP路线两种。硅基路线采用硅光/薄膜铌酸锂调制，可支持波长范围大，波长相关性较小，性能与单独C/L波段ICRM（集成相干光收发器）相当；Si/GePD可宽带响应，SiP实测可行。InP路线，波长相关损耗/响应度有差异，一体化预计代价较大，需从器件材料、结构优化和算法补偿方面进行优化。

C+L一体化放大器

        相比于一体化WSS和一体化OTU，一体化EDFA技术路线和产品尚未成熟，作为C+L一体化系统最终形态的关键器件，C+L一体化EDFA是下一步重点关注的技术。一体化铒纤的设计、制备及放大器整机设计等都有巨大的挑战，需要产业链上下游加大对C+L一体化铒纤和放大器整机技术研究，推动一体化EDFA不断发展和商用。

C+L一体化应用

        2025年，中兴通讯在C+L一体化光网络技术上持续深耕，独家推出全频OTN方案，首发一体化400G/800G/1.6T C+L光模块，系统容量提升25%且备件种类减半，并联合国际国内运营商完成多个现网验证。

        2025年3月，中兴通讯联合中国电信完成行业首个C+L一体化80波800G现网试验。此次现网试点依托于中国电信在建ROADM全光交换骨干网络，基于扩展C+L一体化光层平台，全面验证了800G扩展C+L一体化OTU模块的业务传输能力、12THz超宽谱光电调度能力以及WSON的波长恢复能力。

C+L一体化趋势展望

        一体化单波400G技术已经趋于成熟，一体化单波800G技术在测试转商用，400G和800G整体需求在逐渐增大。对于波分骨干网场景，短期将仍以成熟的400G方案为主，但部分高速率要求的场景仍然存在800G方案的机会；对于城域网/DCI核心大流量场景，出现升级或新建800G网络的需求，目前单波800G商用规模较小，预计在2025年会迎来爆发期。

        可插拔C+L一体化OTU相比固定OTU体积减少60%，功耗下降约68%，其高集成度和低功耗等优势，可有效节省机房空间，显著降低系统功耗，降低运营商Opex，未来可插拔C+L一体化OTU将成为主流发展方向。

        当前业界各大运营商和设备商从标准、产品和试点网络应用等多方面推动C+L一体化光网络稳步演进，高速相干光模块和新型宽谱光放大器将持续推动一体化光网络不断发展，为算力光网络演进增加新动能。