ICC訊(編輯:Aiur)6月16日,在2021年度中國光網(wǎng)絡(luò)研討會(OPTiNET 2021)上,工信部通信科技委常務(wù)副主任、中國電信集團公司科技委主任韋樂平發(fā)表主題演講《全光網(wǎng)發(fā)展的十大趨勢》,介紹當(dāng)前全光網(wǎng)發(fā)展的十大趨勢,提出全光化、高容量、恢復(fù)時間、云化、智能、開放、泛在、成本優(yōu)化和全光接入與5G/6G統(tǒng)籌發(fā)展等關(guān)鍵要點。
網(wǎng)絡(luò)的全光化
韋樂平提出,在過去十年,網(wǎng)絡(luò)需求側(cè)發(fā)生多種變化,例如微處理器已經(jīng)從單核發(fā)展到數(shù)千核Tera級計算;超算機能力在過去十年提升千倍,預(yù)計到2025年將達每秒千億億次,視頻流量占據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量的三分之二,物聯(lián)網(wǎng)的超強感知和反應(yīng)需要更高速率的帶寬和低時延的連接。不僅如此,網(wǎng)絡(luò)也出現(xiàn)了新型應(yīng)用需求,如低時延/抖動,確定性、高可用性等。
從供給側(cè)來看,傳輸鏈路的光纖化已經(jīng)將近100%,接入網(wǎng)的光纖化亦達93%,標(biāo)志著網(wǎng)絡(luò)側(cè)傳輸和接入的全光化,即全光網(wǎng)1.0階段接近尾聲,網(wǎng)絡(luò)干線傳輸交換節(jié)點的光化即將完成,正向城域接入網(wǎng)下沉。這代表全光網(wǎng)1.0正邁向2.0的真正全光化。
全光網(wǎng)傳輸鏈路的高容量
以DWDM和TDM為兩個方向。其中,DWDM(密集波分復(fù)用)從傳統(tǒng)的C波段80波可以通過小代價,經(jīng)技術(shù)改造將其擴展至C波段96波和擴展C+波段120波,并分別得到20%和50%的擴容增益。當(dāng)前趨勢是擴展C+波段120波加L+段120波共240波,其擴容增益有望達到200%,這里的主要挑戰(zhàn)是權(quán)衡奈奎斯特濾波補償和放大器性能。
而TDM(時分復(fù)用)方面,主要是利用新型oDSP,基于130 GBaud的QPSK單波400Gbps傳輸距離預(yù)計在2023年后可從600公里擴至1500公里,覆蓋99%的干線復(fù)用段距離。
全光網(wǎng)交換節(jié)點的高容量化
基于波長交換方式的擴容趨勢,目前以20維為主。32維ROADM的300T能夠滿足目前最大節(jié)點容量的需求,而64維ROADM的600T預(yù)計將滿足2023年最大節(jié)點容量的需求。
基于傳統(tǒng)物理隔離的多光纖SDM(空分復(fù)用)和交換方式的擴容阻塞率低,增長慢,而光的透明性好,擴容潛力大。因此,在近中期的未來,節(jié)點容量將繼續(xù)依靠波長交換方式的 ROADM進行擴容,而中長期來看,節(jié)點和鏈路卻必須依靠多光纖空分復(fù)用和交換技術(shù)。
全光網(wǎng)恢復(fù)時間的持續(xù)優(yōu)化
全光網(wǎng)的恢復(fù)時間需要從硬件和軟件兩個層面進行優(yōu)化。在硬件層面,典型WSS的倒換時間是1秒,改進空間較小,OTU倒換時間的關(guān)鍵在于激光器波長倒換,行業(yè)已有實驗室通過控制和優(yōu)化的算法實現(xiàn)OTU倒換時間降至3秒之內(nèi)。
在軟件層面,通過引入“集中路由計算+分布式控制”來替代“分布式計算+分布式控制”,可以規(guī)避波長、中繼和路由的沖突,進而減少恢復(fù)時間。通過PCE和SDN的全網(wǎng)拓?fù)涑橄?,利用CPU空閑時間可以進行故障恢復(fù)預(yù)計算,可以減少恢復(fù)路由的計算時間。另外,通過引入機器學(xué)習(xí),實現(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)時間乃至實現(xiàn)主動重路由,大幅減少恢復(fù)時間。
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,數(shù)據(jù)中心將全面云化,而網(wǎng)隨云動是云化的最大驅(qū)動力,除了高實時性、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。以從硬件為主體的封閉剛性網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)開始向軟件化、虛擬化、云化、智能化、服務(wù)化的方向轉(zhuǎn)型發(fā)展,全光網(wǎng)也在其中。
韋樂平指出,通過引入SDN實現(xiàn)全光網(wǎng)的軟件化是實現(xiàn)云化的前提。SDN實現(xiàn)全光網(wǎng)軟硬解耦,連接和功能由軟件靈活定義,有助于后續(xù)向云化、智能化、服務(wù)化方向演進,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的快速自動化、智能化部署和持續(xù)演進、升級和創(chuàng)新。
全光網(wǎng)的智能化
基于集中管控SDN可以大幅提高運維效率,但光路的建立/拆除卻依靠人工指令,主動網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和運維存在阻礙。
全光網(wǎng)智能化典型表現(xiàn)為認(rèn)知光網(wǎng)絡(luò)(CON),它是一種基于機器學(xué)習(xí)的新一代智能光網(wǎng)絡(luò),具有自動感知、理解和學(xué)習(xí)外部環(huán)境,可以實時調(diào)整網(wǎng)絡(luò)配置,智能適應(yīng)外部環(huán)境的變化。
CON核心是認(rèn)知決策系統(tǒng)和控制和管理系統(tǒng),分別負(fù)責(zé)管理傳輸要求、網(wǎng)絡(luò)事件和控制并管理系統(tǒng)則負(fù)責(zé)控制和傳播相關(guān)信令。CON不僅具備自動優(yōu)化的光網(wǎng)絡(luò)配置,還可快速故障檢測和定位、實時光路性能監(jiān)測和質(zhì)量預(yù)判、自動優(yōu)化傳輸參數(shù)、實現(xiàn)流量預(yù)測和路由規(guī)劃、進行故障尋根、減少光層恢復(fù)時間等,提高全光網(wǎng)的整體質(zhì)量。
全光網(wǎng)的開放化
通過引入SDN/NFV/Cloud實現(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)是電信業(yè)可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵共識。SDN帶來軟硬解耦和網(wǎng)絡(luò)功能的軟件化,是網(wǎng)絡(luò)開放化的基礎(chǔ)。
同時,從無線接入網(wǎng)開始到全光網(wǎng)的各個領(lǐng)域正逐步走向開放,包括接口標(biāo)準(zhǔn)化、軟硬件解耦、光電解耦、硬件白盒化、軟件開源化等,而光網(wǎng)絡(luò)的開放步驟主要包括光線路系統(tǒng)、光交換節(jié)點、功能塊等領(lǐng)域的開放。
韋樂平介紹AT&T開通全球首個ROADM商用化白盒系統(tǒng)(實際為灰盒),其實現(xiàn)1300公里400Gbps速率傳輸,并采用SDN控制和基于解耦的分布式(DDC)白盒設(shè)計方案。
全光網(wǎng)的泛在化
韋樂平認(rèn)為,需求側(cè)應(yīng)用發(fā)展和供給側(cè)設(shè)備成本下降,給全光網(wǎng)向網(wǎng)絡(luò)邊緣擴展,邁向端到端的泛在化全光網(wǎng)絡(luò)提供了機遇。全光網(wǎng)的長遠目標(biāo)是成為像電插座般無處不在的光插座。
全光網(wǎng)成本的優(yōu)化
技術(shù)創(chuàng)新和規(guī)模經(jīng)濟是網(wǎng)絡(luò)傳輸側(cè)和接入側(cè)的關(guān)鍵。物理層的創(chuàng)新在于剝離網(wǎng)絡(luò)邊緣非必要功能,并放松非必要的嚴(yán)酷溫度要求,以及研發(fā)新一代光交換器件。而網(wǎng)絡(luò)接入側(cè)也存在類似的思路和不同的具體創(chuàng)新技術(shù),其挑戰(zhàn)在于高度敏感的成本問題,以及規(guī)范統(tǒng)一的F5G標(biāo)準(zhǔn)。
網(wǎng)絡(luò)層創(chuàng)新是由SDN控制的、軟硬件解耦和光電解耦的“灰盒”乃至“白盒”系統(tǒng),加速全光網(wǎng)生態(tài)繁榮開放。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),實現(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。
全光接入與5G/6G的統(tǒng)籌發(fā)展
全光網(wǎng)是5G/6G的最佳承載,但在光接入段卻是5G/6G的競爭對手,兩者需統(tǒng)籌協(xié)同,各取所長,不可偏廢。
在業(yè)務(wù)應(yīng)用方面,5G/6G側(cè)重中小屏慕、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,光接入對流量不敏感,通常采用包月制,5G/6G對流量敏感,側(cè)重流量受限的階梯流量制。
在接入速率方面,5G側(cè)重50Mb/s以下速率更經(jīng)濟,千兆光接入網(wǎng)對速率不敏感,側(cè)重50Mb/s以上速率。
在固移融合方面,統(tǒng)籌發(fā)展將從傳統(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。
最后在產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場景上,全光接入與5G/6G應(yīng)分別側(cè)重和聚焦移動和固定場景,不打亂仗。
新聞來源:訊石光通訊網(wǎng)
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