新一代光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的八大趨勢分析

當前，網(wǎng)絡(luò)連接“數(shù)”與“算”，已成為數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的助推器。在由中國工信出版?zhèn)髅郊瘓F主辦，北京信通傳媒·通信世界全媒體承辦的“2023ICT行業(yè)趨勢年會”上，中國信息通信研究院技術(shù)與標準研究所所長張海懿表示，隨著新興算力應(yīng)用推動承載網(wǎng)絡(luò)加速演進，高質(zhì)量光網(wǎng)絡(luò)作為連接用戶、數(shù)據(jù)、算力和應(yīng)用的橋梁，為數(shù)字經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展提供了堅實的基礎(chǔ)保障。

進入“十四五”時期，不僅國家部門規(guī)劃推進全光網(wǎng)絡(luò)部署，三大運營商也積極布局全光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，并且對未來全光網(wǎng)絡(luò)做出相關(guān)展望。為此，中國電信在全光網(wǎng)2.0技術(shù)白皮書中提出建設(shè)云網(wǎng)融合的新型信息基礎(chǔ)設(shè)施；中國移動推出的算力網(wǎng)絡(luò)白皮書提出基于全光底座和統(tǒng)一IP承載技術(shù)；中國聯(lián)通以算力時代的全光底座白皮書系統(tǒng)闡述全光底座發(fā)展。

張海懿講道，新興算力應(yīng)用正推動承載網(wǎng)絡(luò)加速演進，未來面向算力承載的光網(wǎng)絡(luò)將呈現(xiàn)以下八個方面的相關(guān)趨勢。

趨勢一：拓撲趨優(yōu)化

張海懿表示，以往運營商網(wǎng)絡(luò)多以大區(qū)中心城市為中心，當前正圍繞數(shù)據(jù)中心進一步加大連通。從全域覆蓋和連通度來看，依托現(xiàn)有光纜網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，增加“東數(shù)西算”八大算力樞紐節(jié)點和十大國家級數(shù)據(jù)中心集群之間的光纜連通度，可以構(gòu)建通達性更高的拓撲，同時優(yōu)化完善樞紐節(jié)點之間的全光直達路由。

另外，布局高通達拓撲、建設(shè)低時延和高可靠的全光互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，不僅能夠支撐“東數(shù)西算”工程，還能滿足國家骨干節(jié)點之間單向時延10-20ms要求。而且利用好網(wǎng)絡(luò)重要節(jié)點間多路由可達性，部署網(wǎng)絡(luò)保護+動態(tài)路由恢復(fù)機制，可達成高可靠的互聯(lián)互通。

趨勢二：光纖新型化

當下，超低損光纖已成為超大容量光傳輸系統(tǒng)的重要支撐。三大運營商均積極圍繞北京、上海、廣州、武漢、成都等傳輸核心節(jié)點以及“東數(shù)西算”樞紐節(jié)點建設(shè)全光底座，2022年G.654.E新型超低損耗光纜部署規(guī)模近一萬皮長公里。

張海懿指出，新型空分復(fù)用光纖和空芯光纖的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化研究也是業(yè)內(nèi)積極探索的方向?？辗謴?fù)用光纖是提升單纖傳輸容量的有效路徑；未來的空芯光纖有望突破通信容量、時延和損耗極限，成為進一步提升光纖通信系統(tǒng)性能的重要使能技術(shù)。

趨勢三：高速大容量

“持續(xù)構(gòu)建全覆蓋、扁平化和大容量的高速全光網(wǎng)絡(luò)，提供超大帶寬和廣覆蓋的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)能力，將是光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一個主旋律。”張海懿如是說。

面向未來，骨干網(wǎng)將推動400Gb/s及以上速率全光傳輸系統(tǒng)應(yīng)用，結(jié)合頻譜擴展，構(gòu)建大容量、波長靈活調(diào)度的骨干網(wǎng)絡(luò)。城域網(wǎng)將持續(xù)推動OTN和ROADM規(guī)模部署，基于新一代OTN和SPN技術(shù)創(chuàng)新，實現(xiàn)高品質(zhì)算力專線業(yè)務(wù)的靈活接入和硬切片帶寬保障。接入網(wǎng)將加強50G PON核心技術(shù)攻關(guān)和滿足兼容ODN 32dB功率預(yù)算的光電器件孵化，推動產(chǎn)業(yè)成熟度及試點應(yīng)用，支撐面向服務(wù)的差異化承載。

趨勢四：全光低時延

實現(xiàn)算力基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)還需要滿足低時延需求，對此，張海懿表示，可通過光電協(xié)同調(diào)度、多因子算路、時延監(jiān)測優(yōu)化實現(xiàn)協(xié)同智能管控。

其中，通過時延監(jiān)測及多因子算路可滿足業(yè)務(wù)端到端低時延需求；通過全光交叉調(diào)度可實現(xiàn)光層路由優(yōu)化，降低端到端路徑時延。

趨勢五：融合確定性

圍繞未來的確定性網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，張海懿表示，L0-L3應(yīng)圍繞不同應(yīng)用在不同網(wǎng)絡(luò)層面選擇了不同的技術(shù)，這樣才能夠真正地實現(xiàn)確定性路由、確定性時延、以及確定性資源。

此外，切片技術(shù)和智能感知技術(shù)也是近年來的熱點。多層面、多粒度、多場景的切片技術(shù)可支撐算網(wǎng)業(yè)務(wù)靈活部署和精準承載；從應(yīng)用感知、切片感知、網(wǎng)絡(luò)感知到體驗感知的一系列智能感知技術(shù)可實現(xiàn)算網(wǎng)業(yè)務(wù)精細化識別和差異化承載。

趨勢六：模塊高集成

在綠色節(jié)能領(lǐng)域，如何通過高集成度達成綠色節(jié)能是未來光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的重要目標。對此，張海懿表示，隨著交換芯片容量提升，數(shù)據(jù)中心光互聯(lián)逐步向400G過渡；干線和城域DWDM相干光模塊向400G/800G發(fā)展演進；400G/800G相干光模塊標準體系仍在構(gòu)建完善中，國內(nèi)外標準化組織競相開展，提出多種距離規(guī)格和技術(shù)方案；高波特率和新型光電子芯片器件成為研究重點。

不僅如此，硅光集成與CPO也將助力數(shù)據(jù)中心和算力承載可持續(xù)發(fā)展。硅光集成技術(shù)在近年來成為數(shù)據(jù)中心CPO光引擎的主要方案，而且硅光還有助于解決相干模塊尺寸與成本問題。近年來，光電合封技術(shù)也逐漸受到產(chǎn)業(yè)關(guān)注，通過CPO將光引擎放置在靠近主機ASIC的位置，相較于以往的解決方案，可大幅減少高速電通道損耗和阻抗不連續(xù)性，能量效率也可優(yōu)化40%以上。

據(jù)張海懿介紹，當前CPO相關(guān)產(chǎn)業(yè)也在逐步發(fā)展。國際領(lǐng)先廠商正在積極推出樣機促進CPO技術(shù)落地，國內(nèi)旭創(chuàng)、海信、光迅、新易盛等均在CPO領(lǐng)域進行技術(shù)儲備。根據(jù)Yole數(shù)據(jù)，2032年CPO市場將達22億美元，年復(fù)合年增長率65%。

趨勢七：協(xié)同管控、開放解耦

光網(wǎng)絡(luò)協(xié)同管控的重要意義在于可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的跨域管控和彈性調(diào)度。在跨域管控方面，通過開放南北向接口可解決大網(wǎng)協(xié)同管控問題，優(yōu)化現(xiàn)有運營架構(gòu)，實現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)靈活組網(wǎng)和統(tǒng)一調(diào)度。在彈性調(diào)度方面，對于公共應(yīng)急事件信息處理、數(shù)據(jù)存儲災(zāi)備等場景，協(xié)同管控可按需提供彈性的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同服務(wù)。

當前構(gòu)建以數(shù)據(jù)中心為中心的光網(wǎng)絡(luò)需求非常迫切，所以開放解耦也成為行業(yè)非常關(guān)注的話題。目前開放線路系統(tǒng)已在DCI場景商用。運營商應(yīng)用場景更加復(fù)雜，已開展不同規(guī)模的集采和試點部署，但距離全國大范圍規(guī)模商用仍有一定距離。

據(jù)此，張海懿指出，已有的實踐多圍繞面向DCI需求的城域盒式波分設(shè)備、OTN專線靈活接入的接入型OTN設(shè)備、面向5G前傳的波分設(shè)備展開，開放解耦在模式和標準化上依舊面臨較多挑戰(zhàn)。

趨勢八：智能運維

提升光網(wǎng)絡(luò)自智運維效能，當前光網(wǎng)絡(luò)也引入了AI、大數(shù)據(jù)以及數(shù)字孿生等技術(shù)。據(jù)張海懿介紹，聚焦典型場景，當前光網(wǎng)絡(luò)還通過應(yīng)用驅(qū)動運維自智技術(shù)發(fā)展。

具體來看，光網(wǎng)絡(luò)逐漸通過規(guī)劃、建設(shè)、維護、優(yōu)化涉及的典型場景的應(yīng)用挖掘和實現(xiàn)，驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)自智技術(shù)L0->L5等級發(fā)展，實現(xiàn)端到端運維自智。她表示，信通院針對相關(guān)比較成熟的解決方案已經(jīng)開展了評測，后續(xù)相關(guān)解決方案將在實踐中得到廣泛應(yīng)用。

編輯：黃飛

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