韋樂平詳解全光網(wǎng)發(fā)展的十大趨勢

在6月16日舉辦的“2021中國光網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)”上，工信部通信科技委常務(wù)副主任、中國電信集團(tuán)公司科技委主任韋樂平做主題演講，分享了全光網(wǎng)發(fā)展的十大趨勢。

趨勢一

網(wǎng)絡(luò)的全光化

從需求側(cè)韋樂平提出，微處理器從單核發(fā)展到數(shù)千核的Tera級(jí)計(jì)算；超算機(jī)能力十年增長千倍，預(yù)計(jì)2025年可達(dá)每秒千億億次；視頻成第一驅(qū)動(dòng)力，流量接近網(wǎng)絡(luò)2/3，AR/VR將加劇容量需求；物聯(lián)網(wǎng)高端機(jī)器的超強(qiáng)感知和反應(yīng)需更高速率帶寬和低時(shí)延連接；此外，也提出了其他新應(yīng)用需求，如低時(shí)延/抖動(dòng)，確定性、高可用性等。

在供給側(cè)方面，主要是傳輸鏈路的光纖化趨近100％，接入網(wǎng)的光纖化已高達(dá)93％，標(biāo)志著網(wǎng)絡(luò)側(cè)傳輸和接入的全光化（全光網(wǎng)1.0階段）接近尾聲。網(wǎng)絡(luò)干線傳輸交換節(jié)點(diǎn)的光化即將完成，正向城域接入網(wǎng)拓展。總體來說，即全網(wǎng)的光化正從1.0階段邁向2.0的真正全光化新階段。

趨勢二

全光網(wǎng)傳輸鏈路的高容量

韋樂平主要從DWDM和TDM兩個(gè)方向做了介紹。其中DWDM方向主要是，從傳統(tǒng)C波段80波可以以很小的代價(jià)和技術(shù)改造擴(kuò)展至C波段96波和擴(kuò)展C+波段120波，可分別獲取20％和50％的擴(kuò)容增益。

目前，最新趨勢是擴(kuò)展C+波段120波加波L+段120波共240波，擴(kuò)容增益可望高達(dá)200％，主要挑戰(zhàn)是權(quán)衡奈奎斯特濾波補(bǔ)償和放大器性能TDM方向，主要是利用新型oDSP，基于130G波特的QPSK單波400Gbps傳輸距離可從600公里擴(kuò)至1500公里（2023年后），可覆蓋99％的干線復(fù)用段距離。

趨勢三

全光網(wǎng)交換節(jié)點(diǎn)的高容量化

韋樂平稱，基于波長交換方式的擴(kuò)容趨勢，目前以20維為主。32維ROADM的300T能夠滿足目前最大節(jié)點(diǎn)容量的需求。64維ROADM的600T可滿足2023年最大節(jié)點(diǎn)容量的需求?；趥鹘y(tǒng)物理隔離的多光纖空分復(fù)用和交換方式的擴(kuò)容阻塞率低，增長慢，光的透明性好，擴(kuò)容潛力大。

因此，近中期，節(jié)點(diǎn)容量可以繼續(xù)依靠波長交換方式的 ROADM擴(kuò)容；中長期，節(jié)點(diǎn)和鏈路將不得不依靠多光纖空分復(fù)用和交換技術(shù)。

趨勢四

全光網(wǎng)恢復(fù)時(shí)間的持續(xù)優(yōu)化

主要包括硬件和軟件層面的優(yōu)化。在硬件層面，韋樂平稱典型WSS倒換時(shí)間是1秒左右，改進(jìn)空間較?。籓TU倒換時(shí)間的關(guān)鍵是激光器波長的倒換，有實(shí)驗(yàn)室通過控制和算法的優(yōu)化，已能將OTU倒換時(shí)間降至3秒之內(nèi)。

軟件層面，主要是通過引入“集中路由計(jì)算＋分布式控制”替代“分布式計(jì)算＋分布式控制”，可以規(guī)避波長、中繼和路由的沖突，減少恢復(fù)時(shí)間。通過PCE和SDN的全網(wǎng)拓?fù)涑橄?，利?a target="_blank">CPU空閑時(shí)間可以進(jìn)行故障恢復(fù)預(yù)計(jì)算，從而減少恢復(fù)路由的計(jì)算時(shí)間。

引入機(jī)器學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)光性能劣化、光纖或設(shè)備故障的預(yù)測，節(jié)省業(yè)務(wù)調(diào)測和恢復(fù)時(shí)間乃至實(shí)現(xiàn)主動(dòng)重路由，大幅減少恢復(fù)時(shí)間。

趨勢五

全光網(wǎng)的云化

IDC預(yù)測2025年，中國90％以上的應(yīng)用將遷移到云上，DC將全面云化。作為支撐應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)隨云動(dòng)是云化的最大驅(qū)動(dòng)力，除了高實(shí)時(shí)性、高敏感性和本地性應(yīng)用外，網(wǎng)絡(luò)各領(lǐng)域都將全面云化。

此外，傳統(tǒng)封閉剛性的網(wǎng)絡(luò)本身正從硬件為主體的架構(gòu)向軟件化、虛擬化、云化、智能化、服務(wù)化的深度轉(zhuǎn)型方向發(fā)展，全光網(wǎng)不例外。

值得關(guān)注的是，通過引入SDN首先實(shí)現(xiàn)全光網(wǎng)的軟件化是實(shí)現(xiàn)云化的前提。因?yàn)?，有了SDN意味著全光網(wǎng)的軟硬解耦，連接和功能將僅僅由軟件靈活定，才便于后續(xù)向云化、智能化、服務(wù)化方向演進(jìn)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的快速自動(dòng)化、智能化部署和持續(xù)演進(jìn)、升級(jí)和創(chuàng)新。

趨勢六

全光網(wǎng)的智能化

韋樂平指出，實(shí)現(xiàn)集中管控的SDN后，可以大幅提高運(yùn)維效率，但光路的建立/拆除還得依靠人工指令，難以實(shí)現(xiàn)主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和主動(dòng)運(yùn)維。

在全光網(wǎng)智能化的表現(xiàn)中，認(rèn)知光網(wǎng)絡(luò)（CON）是其中的典型之一，這是一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的新一代智能光網(wǎng)絡(luò)，能自動(dòng)感知、理解和學(xué)習(xí)外部環(huán)境，實(shí)時(shí)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)配置，智能的適應(yīng)外部環(huán)境的變化。其核心是認(rèn)知決策系統(tǒng)，負(fù)責(zé)管理傳輸要求和網(wǎng)絡(luò)事件。

控制和管理系統(tǒng)則負(fù)責(zé)控制和傳播相關(guān)信令。它不僅可以自動(dòng)優(yōu)化光網(wǎng)絡(luò)配置，還可以快速故障檢測和定位、實(shí)時(shí)光路性能監(jiān)測和質(zhì)量預(yù)判、自動(dòng)優(yōu)化傳輸參數(shù)、實(shí)現(xiàn)流量預(yù)測和路由規(guī)劃、進(jìn)行故障尋根、減少光層恢復(fù)時(shí)間等，提高全光網(wǎng)的整體質(zhì)量。

趨勢七

全光網(wǎng)的開放化

為了應(yīng)對(duì)行業(yè)發(fā)展乏力的嚴(yán)峻局面，借鑒IT業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)和引入SDN/NFV/Cloud的契機(jī)，實(shí)現(xiàn)層間和層內(nèi)的功能解耦、降低成本、創(chuàng)建開放的產(chǎn)業(yè)生態(tài)成為電信業(yè)維系可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵和共識(shí)。韋樂平介紹稱，SDN意味著軟硬解耦和網(wǎng)絡(luò)功能軟件化，是網(wǎng)絡(luò)開放化的基礎(chǔ)。

另外，從無線接入網(wǎng)開始，網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)領(lǐng)域都在逐步走向開放，如接口標(biāo)準(zhǔn)化、軟硬件解耦、光電解耦、硬件白盒化、軟件開源化等，全光網(wǎng)也不例外，反而是走的較快的領(lǐng)域之一。韋樂平還提到開放步驟主要包括開放光線路系統(tǒng)、開放光交換節(jié)點(diǎn)、開放功能塊等。

趨勢八

全光網(wǎng)的泛在化

隨著需求側(cè)應(yīng)用的持續(xù)發(fā)展和供給側(cè)設(shè)備成本的持續(xù)下降，全光網(wǎng)正開始向網(wǎng)絡(luò)邊緣擴(kuò)展，邁向端到端的泛在化全光網(wǎng)絡(luò)。韋樂平提到，網(wǎng)絡(luò)傳送側(cè)和網(wǎng)絡(luò)接入側(cè)都在發(fā)生變化。他提出，全光網(wǎng)的長遠(yuǎn)目標(biāo)是成為像電插座般無處不在的光插座。

趨勢九

全光網(wǎng)成本的優(yōu)化

在網(wǎng)絡(luò)傳送側(cè)，關(guān)鍵是技術(shù)創(chuàng)新和規(guī)模經(jīng)濟(jì)。在物理層創(chuàng)新是去掉網(wǎng)絡(luò)邊緣不必要的功能和放松不必要的嚴(yán)酷溫度要求等；研發(fā)新一代光交換器件。在網(wǎng)絡(luò)層則是走向SDN控制的、軟硬件解耦和光電解耦的“灰盒”乃至“白盒”系統(tǒng)，推動(dòng)全光網(wǎng)生態(tài)的開放和繁榮。

在架構(gòu)上要結(jié)合邊緣云的部署引入融合承載的新型城域網(wǎng)架構(gòu)。同時(shí)還要實(shí)現(xiàn)邊緣DCI等設(shè)備的IT化，包括架構(gòu)開放、接口標(biāo)準(zhǔn)、軟硬解耦、光電解耦、協(xié)議減少、軟件開源、灰盒/白盒、可管可控等。

在網(wǎng)絡(luò)接入側(cè)，關(guān)鍵依然是技術(shù)創(chuàng)新和規(guī)模經(jīng)濟(jì)。類似的思路和不同的具體創(chuàng)新技術(shù)，高度敏感的成本是挑戰(zhàn)。最后，還要規(guī)范統(tǒng)一的F5G 。

趨勢十

全光接入與5G/6G的統(tǒng)籌發(fā)展

全光網(wǎng)既是5G/6G的最佳承載，其光接入段又是5G/6G的競爭者，兩者唯有統(tǒng)籌協(xié)同，各取所長，不可偏廢。

韋樂平從以下幾方面進(jìn)行了詳解。業(yè)務(wù)應(yīng)用方面，5G/6G側(cè)重中小屏幕、中等帶寬和質(zhì)量的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和短視頻，光接入側(cè)重大屏幕、高帶寬和高質(zhì)量的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和視頻。商業(yè)模式方面，光接入對(duì)流量不敏感，通常采用包月制，5G/6G對(duì)流量敏感，側(cè)重流量受限的階梯流量制。

5G側(cè)重50Mb/s以下速率更經(jīng)濟(jì)，千兆光接入網(wǎng)對(duì)速率不敏感，側(cè)重50Mb/s以上速率。固移融合，將從傳統(tǒng)并不成功的固移融合（FMC）逐步邁向5GC單棧協(xié)議下的有線無線融合（WWC）新階段。產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場景，兩者應(yīng)分別側(cè)重和聚焦移動(dòng)和固定場景，不打亂仗。

編輯：jq