AI如何重塑海底与陆地光缆网络架构

金融、商业运营、国家安全、娱乐等众多领域都依赖全球光纤网络提供的连接能力。海底光缆跨越海洋，将各大洲与岛屿国家连接在一起。这些洲际连接正日益延伸至运行云和AI服务的数据中心内部。

如今，数以万计的数据中心依靠这一骨干网络支撑AI训练、推理、智能体及应用。随着全球数据中心容量（目前约为100吉瓦）预计到2030年翻倍至200吉瓦，这一数字还将进一步增长。数据中心互联的增加以及容量的快速提升，持续推动海底电缆容量和陆地连接的相应增长。

据行业追踪机构统计，目前有超过570条海底电缆，总长度约150万公里。其中包括仅在2026年就将投入使用的40多个新海底电缆系统，此外还有更多电缆项目规划至本十年末。这一扩张态势正促使海底网络运营商及其陆地合作伙伴应对新的挑战，包括如何在电缆登陆站（CLS）及回传网络中容纳大幅提升的容量。

AI和云服务如何改变海底与陆地网络

历史上，电信运营商、批发承运商和电缆联盟主导了大部分海底部署工作。海底线路终端设备（SLTE）安装在电缆登陆站，作为海底流量转接至陆地网络的枢纽节点。

如今的格局已然不同。超大规模云和AI服务提供商正日益成为部署的主导力量，他们铺设电缆以跨越海洋连接特定的数据中心。在这种模式下，电缆登陆站不再必然是终点，流量可以直接从一个数据中心传输至另一个数据中心。

为满足容量需求，曾经承载4对、6对或8对光纤的电缆系统，正逐步让位于配备24对或更多光纤对的空分复用（SDM）架构。单个电缆登陆站如今可能要处理此前至少四倍的容量，这加剧了登陆站减少空间、功耗和成本的压力，同时也提高了陆地回传网络所需的容量。

因此，优化整体网络架构如今与新增或升级设备同等重要。运营商正转向将海底与陆地网络视为统一端到端网络（而非独立领域）的设计理念。

800G相干可插拔光模块在海底网络中的应用进展

新一代800G相干可插拔光模块正从城域部署扩展至区域和长途传输领域。无论是直接部署在路由器中用于IP over WDM，还是采用"精简型"转发器配置来处理解复用和低速业务汇聚等功能（见图1），相较于性能优化型相干光模块，相干可插拔光模块都能减少设备占地面积、降低功耗并节约资本支出。

图1：800G相干可插拔光模块可在陆地回传及海底链路中实现功耗、空间和成本的节约。

这些优势使得800G相干可插拔光模块非常适用于陆地回传网络，可提供经济高效、低功耗的选择，并支持C波段与L波段联合（"C+L"）运行以提升光纤容量。运营商也在海底路线上验证这项技术，从短距离无中继"花彩式"连接到跨越数千公里的中继系统均有应用。近期在美国至波多黎各的一条海底线路上进行的测试显示，可插拔光模块在2841公里距离上实现了每波长600G的传输速率，在5862公里距离上实现了每波长400G的传输速率。目前正在研发的新版本致力于将传输距离扩展至跨大西洋距离。

利用光直通技术减轻登陆站负荷

当同一运营商同时掌控海底和陆地光纤时，在电缆登陆站部署可重构光分插复用器（ROADM，见图2）便可实现光直通。波长信号无需在电缆登陆站中断，而是可以直接进入陆地回传网络，并最终在目的地数据中心内终结。

要实现这一目标，需要多项ROADM功能协同运作，包括放大自发辐射（ASE）频谱功率插入、频谱共享和光通道监测，以及陆地线路放大器中的恒功率运行。

图2：通过消除电缆登陆站的背靠背转发器，运营商可降低与转发器设备相关的功耗、空间和成本。

利用C+L波分复用频谱最大化回传容量

海底运营商往往无法仅凭自有光纤抵达数据中心本身。当回传网段归属于其他方时，暗光纤租赁或托管光纤网络（MOFN）服务便可填补这一空白。然而，一旦涉及支持24对或更多光纤对的SDM电缆，这两种方式的成本都不菲。

图3：在陆地回传链路中使用扩展的C+L频谱，可减少所需光纤数量及相关的租赁成本。

同时使用C波段和L波段可以提升回传光纤的容量，改善经济性。海底光纤通常受限于约4.5太赫兹的波分复用（WDM）频谱，而陆地光纤在采用C+L技术后可支持约9.6太赫兹，若采用超C波段和超L波段等扩展波段，容量还可进一步提升（见图3）。这使得回传路线每根光纤能够承载海底容量的两倍甚至更多。

陆地传输跨度往往比海底传输跨度更短，这使得波长可以以稍高的数据速率运行。叠加C+L频谱带来的增益，这使得海底电缆运营商能够将回传光纤需求减少50%至75%，从而显著削减运营商的租赁光纤或MOFN成本。

结语

海底网络如今已成为端到端数据中心架构不可或缺的组成部分，为AI和云流量提供全球规模的互联能力。通过利用新技术和优化的架构设计，海底网络运营商能够在容量持续增长的同时，保持领先地位，同时降低成本和功耗，并在海底与陆地领域全面提升运营效率。

Q&A

Q1：什么是空分复用（SDM）架构，它有什么优势？

A：空分复用是一种海底电缆技术架构，通过将光纤对数量从传统的4至8对提升至24对或更多，大幅提升电缆系统的传输容量，以满足AI和云服务快速增长的连接需求。

Q2：800G相干可插拔光模块在海底网络中的实际测试效果如何？

A：在美国至波多黎各的一条海底测试线路上，该光模块在2841公里距离实现了每波长600G的传输速率，在5862公里距离实现了每波长400G的传输速率，未来还计划将传输距离扩展至跨大西洋级别。

Q3：使用C+L波分复用频谱能为运营商带来哪些成本节约？

A：通过在陆地回传链路中同时使用C波段和L波段，运营商可将频谱容量提升至海底光纤的两倍以上，从而将回传光纤需求减少50%至75%，显著降低租赁光纤或托管光纤网络的成本支出。