全光網(wǎng)的概念
全光網(wǎng)指的是僅僅控制層在電域?qū)崿F(xiàn),全部傳輸、接入、交換都在光域?qū)崿F(xiàn)的端到端光網(wǎng)絡(luò)。即只有當(dāng)傳輸和接入基本實(shí)現(xiàn)光纖化,交換層也引入 ROADM 和 OXC 后才能稱為嚴(yán)格意義上的全光網(wǎng)。
光網(wǎng)城市和光網(wǎng)省:指傳輸和接入在光域?qū)崿F(xiàn),交換和控制仍在電域?qū)崿F(xiàn)。泛指 TDM 交換機(jī)全部退網(wǎng),具有較高光纖覆蓋率和較高接入速率,實(shí)際為全光纖網(wǎng),可以認(rèn)為是全光網(wǎng)的初期階段(1.0)。
向真正的全光網(wǎng)的演進(jìn)已經(jīng)開始,將在交換層大規(guī)模引入 ROADM/OXC,實(shí)現(xiàn)傳輸、接入和交換的端到端光網(wǎng)絡(luò),邁向嚴(yán)格意義的全光網(wǎng)(2.0)。
韋主任提到,盡管我們已經(jīng)進(jìn)入了全光網(wǎng) 2.0,但實(shí)際上全光網(wǎng) 1.0 還是有很大的市場空間。
FTTH 的發(fā)展空間
中國 FTTH 家庭滲透率高達(dá) 85%,依然還有空間??紤]到不少城市區(qū)域的重復(fù)建設(shè),空間可能更大。
?從 FTTH 延伸至 FTTR 和 FTTD 乃至 FTTT
- 從家門口或信息箱到屋子、桌面乃至各種終端
?從 FTTO 延伸至 FTTCampus 和 FTTFactory 乃至生產(chǎn)線
- 隨著運(yùn)營商的業(yè)務(wù)范圍逐步從 2C 轉(zhuǎn)向 2B,光纖到園區(qū)
FTTCampus 和光纖到工廠 FTTFactory 乃至車間和生產(chǎn)線將逐步成為未來重要的光網(wǎng)絡(luò) 2B 市場。
?從 FTTH/O 承載層向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層延伸
- 著運(yùn)營商戰(zhàn)略向 2B 市場的擴(kuò)展,作為 FTTH/O 的承載層的 PON 經(jīng)過適度改造正演變?yōu)楣I(yè) PON 。
工業(yè) PON 的出現(xiàn)和發(fā)展
工業(yè) PON3.0: 采用新型架構(gòu),支持云邊協(xié)同,提供確定性、安全、智簡運(yùn)維,向大型企業(yè)應(yīng)用拓展。
邁向全光網(wǎng) 2.0 時(shí)代的戰(zhàn)略意義
?開啟了網(wǎng)絡(luò)從電節(jié)點(diǎn)向全光節(jié)點(diǎn),從點(diǎn)到點(diǎn)鏈路到光層網(wǎng)狀動(dòng)態(tài)組網(wǎng)的戰(zhàn)略性升級(jí),從根本上突破了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)容量的電瓶頸,標(biāo)志著全光網(wǎng)從 1.0(全光纖網(wǎng))邁向 2.0(全光自動(dòng)調(diào)度)新時(shí)代。
?首張全國性的骨干 ROADM 動(dòng)態(tài)光網(wǎng)絡(luò)即將全面投入運(yùn)營,必將推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈的興旺和網(wǎng)絡(luò)的變革。
?一個(gè)全云化和全光化的網(wǎng)絡(luò)不僅是云網(wǎng)融合的強(qiáng)大基礎(chǔ),也構(gòu)成了國家新型基礎(chǔ)設(shè)施的核心 -- 信息基礎(chǔ)設(shè)施的核心,可望帶動(dòng)更大范圍的全面發(fā)展。
CTC 全光骨干網(wǎng) 2.0 進(jìn)展
?5039 條 100G,區(qū)域 WSON 控制,恢復(fù)時(shí)間小于 2 分鐘
?基于 20 維 WSS 的 CD 主導(dǎo)
?光層直達(dá),時(shí)延最小
?目標(biāo):分鐘級(jí)分發(fā)、秒級(jí)優(yōu)先恢復(fù)、30 毫秒時(shí)延。
容量的需求和提升永無止境
?需求側(cè):—摩爾定律進(jìn)入并行時(shí)代,微處理器從單核到多核發(fā)展到數(shù)百上千核的 Tera 級(jí)計(jì)算。
視頻成為第一流量:流量接近骨干網(wǎng) 2/3;4K/8K 超高清和 VR/AR 等大視頻的崛起加劇對帶寬需求。
其他潛在新需求:云計(jì)算 / 大數(shù)據(jù),自動(dòng)駕駛……
?供給側(cè):從 1977 年,全球第一個(gè)速率為 45Mbps 的干線光傳輸系統(tǒng)在美國東北走廊開通商用起,到 2020 年 48 波 400Gbps 系統(tǒng)試商用止,43 年光通信容量提升了約 42 萬倍,相當(dāng)年增速 35%。
韋主任指出,低時(shí)延的訴求唯有依靠光來解決。
?節(jié)點(diǎn)時(shí)延:層次越低,時(shí)延越小。L0 層網(wǎng)元時(shí)延 ns 級(jí);L1 層時(shí)延 us 級(jí);L2/L3 層時(shí)延 ms 級(jí)。
?CTC 干線網(wǎng):2025 年 99%地區(qū)間時(shí)延達(dá)標(biāo) 30ms。
全光節(jié)點(diǎn)的容量演進(jìn)
降低全光網(wǎng)的恢復(fù)時(shí)間
?降低網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)間的思路—根據(jù)業(yè)務(wù)價(jià)值實(shí)施業(yè)務(wù)分級(jí),確保高價(jià)值業(yè)務(wù)的恢復(fù)時(shí)間,甚至可以提前下發(fā)保護(hù)路由鏈路表。
集中算路+分布控制架構(gòu),引入集中算路 PCE,有效避免重路由的波長沖突,減少恢復(fù)時(shí)間。
引入 SDN,可望最佳地利用全網(wǎng)帶寬資源,縮短收斂速度,減低時(shí)延。其次,SDN 可根據(jù)上報(bào)鏈路情況,獲取時(shí)延最短業(yè)務(wù)路徑?!?ML,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)間乃至主動(dòng)重路由。
降低全光網(wǎng)的成本
ROADM 能否進(jìn)一步向網(wǎng)絡(luò)邊緣擴(kuò)展的關(guān)鍵是成本,而降低成本的關(guān)鍵是技術(shù)創(chuàng)新和規(guī)模經(jīng)濟(jì)。
?網(wǎng)絡(luò)層創(chuàng)新:走向 SDN 控制的、軟硬件解耦的“灰盒”乃至“白盒”,接口開放和標(biāo)準(zhǔn)化,數(shù)據(jù)面互操作,從而推動(dòng)光網(wǎng)絡(luò)的開放生態(tài)。
?規(guī)范統(tǒng)一 F5G:為獲取全球蜂窩那樣的巨大經(jīng)濟(jì)規(guī)模好處,減少碎片化私有規(guī)范,有必要規(guī)范一個(gè)具有統(tǒng)一定義、架構(gòu)、功能、容量和性能的 F5G。
全光網(wǎng)需要 SDN 控制
?最佳利用全網(wǎng)帶寬資源、縮短收斂速度、減低時(shí)延、確保路由和性能可預(yù)測,降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)營成本,增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)競爭性。?有利實(shí)現(xiàn)最佳路由 - 全光網(wǎng)引入 SDN 控制后,鑒于其透明性,通過客戶端可以與任何廠家的 ROADM 或老網(wǎng)元互連,任何路由器間的最佳光通道水到渠成。
有利突破跨網(wǎng)、跨技術(shù)、跨廠家壁壘。
有利實(shí)現(xiàn)跨層融合,ROADM 沒有解決層間控制協(xié)調(diào)機(jī)制,SDN 的跨層視野有望解決之。
最后,韋主任提出,全光網(wǎng)也要邁向開放生態(tài)。
為了應(yīng)對日益嚴(yán)峻的行業(yè)發(fā)展乏力、外部競爭壓力增大的局面,降低成本、創(chuàng)建更健康活躍的產(chǎn)業(yè)生態(tài)成為行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。
從無線接入網(wǎng)開始,網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)領(lǐng)域都將逐步走向開放,接口標(biāo)準(zhǔn)化、軟硬件解耦、硬件白盒化、軟件開源化,基于全光的傳送網(wǎng)也不會(huì)例外。
AT&T 開通全球首個(gè) ROADM 商用化白盒系統(tǒng):2019 年實(shí)現(xiàn)了從亞特蘭大到達(dá)拉斯,全長 1300 公里,速率為 400Gbps,SDN 控制的的靈活低成本的光連接。該系統(tǒng)基于 OpenROADM 規(guī)范的解耦的分布式(DDC)白盒設(shè)計(jì)。
開放與封裝的思考
IT 行業(yè)在 1980 年代就開始實(shí)現(xiàn)軟件、硬件和外設(shè)的解耦和開放,形成了今天良好的生態(tài)。
CT 行業(yè)從 2015 年起開始探索以軟硬解耦為起點(diǎn)的虛擬化、云化和開放化進(jìn)程,總體進(jìn)展不快。
互聯(lián)網(wǎng)業(yè)以 IP 層引入的網(wǎng)業(yè)分離為契機(jī),經(jīng)歷了開放化引入的群雄逐鹿階段,進(jìn)入了以谷歌和亞馬遜等幾家巨頭主導(dǎo)的新壟斷階段,在業(yè)務(wù)和應(yīng)用層面越做越精越大,越來越多地采用專有架構(gòu)、技術(shù)和私有標(biāo)準(zhǔn),形成新的各自為政的封閉體系。
?開放和封閉不是決定因素,技術(shù)和業(yè)務(wù)創(chuàng)新是根本
全光網(wǎng)需要人工智能賦能
算法
?能靈活根據(jù)不同場景選不同算法,并優(yōu)化適配。
?不同 AI 算法,可分別用于劣化分析、故障預(yù)測、最佳重路由、故障根因分析等不同場景,實(shí)現(xiàn)端到端自動(dòng)化和智能化。
算力
?AI 計(jì)算應(yīng)分層實(shí)現(xiàn),以便在計(jì)算實(shí)時(shí)性、有效性和建模精度取得平衡。
數(shù)據(jù)
?目標(biāo)數(shù)字孿生