中國聯(lián)通唐雄燕：構建全光底座，實(shí)現“聯(lián)家+聯(lián)企+聯(lián)算”

  在今天召開(kāi)的“算力時(shí)代，城域光網(wǎng)演進(jìn)方向探索研討會(huì )”上，中國聯(lián)通研究院副院長(cháng)、首席科學(xué)家唐雄燕表示，城域光網(wǎng)絡(luò )將向著(zhù)高速、融合、開(kāi)放、低成本等方向發(fā)展。城域光網(wǎng)絡(luò )核心匯聚層將逐步引入16QAM 400G WDM，邊緣接入層需要低成本的100G WDM和低成本的ROADM/WSS技術(shù)，開(kāi)放的模塊化波分將成為數據中心互聯(lián)的重要手段，構建全光錨點(diǎn)將助力全光綜合業(yè)務(wù)接入和一跳入云，城域網(wǎng)IP與光層的深度融合值得進(jìn)一步探索。

  算力時(shí)代，城域數據中心光互聯(lián)需求增大

  眾所周知，運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )采用分域分層方式規劃建設?？v向來(lái)看，運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )分為光傳送，IP承載，接入(移動(dòng)接入+固定接入)，數據中心與云，核心網(wǎng)與業(yè)務(wù)平臺;橫向來(lái)看，包括骨干+城域核心匯聚+邊緣接入，各層設備在數量上呈金字塔結構，骨干網(wǎng)設備需要滿(mǎn)足長(cháng)距離大容量的高要求，但數量少，而城域網(wǎng)設備數量多，但對成本更加敏感。

  唐雄燕指出，隨著(zhù)算力時(shí)代的到來(lái)，城域的數據中心越來(lái)越多，城域光互聯(lián)的需求也在不斷增大。

  算力網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展呈現兩大趨勢：一是5G驅動(dòng)邊緣計算MEC發(fā)展，另一個(gè)是隨著(zhù)AI的普及，算力呈現泛在化和多樣化的趨勢，云計算由集中走向分布，城域數據中心需求快速增長(cháng)。與此同時(shí)，運營(yíng)商龐大的數據機房可以改造成邊緣數據中心，這也是運營(yíng)商的獨特優(yōu)勢資源。MEC部署位置由業(yè)務(wù)驅動(dòng)，為滿(mǎn)足時(shí)延和數據安全敏感業(yè)務(wù)要求，可下沉至最接近用戶(hù)位置，這將帶來(lái)巨量的連接需求。

  “過(guò)去我們的全光網(wǎng)絡(luò )主要為了實(shí)現家庭和企業(yè)的連接，現在還要實(shí)現數據中心算力的互聯(lián)?！碧菩垩啾硎?，中國聯(lián)通希望構建一張全光底座，實(shí)現“聯(lián)家+聯(lián)企+聯(lián)算”。

  “聯(lián)算”要求構建貼近用戶(hù)的全光算力錨點(diǎn)，實(shí)現時(shí)延最優(yōu);“聯(lián)企”可以實(shí)現大企業(yè)可靠聯(lián)接，中小企業(yè)靈活聯(lián)接;提供2M-100G全顆粒接入;實(shí)現硬管道隔離，達到5個(gè)9高可靠，加速工業(yè)生產(chǎn)入算，賦能行業(yè)數字化轉型;“聯(lián)家”實(shí)現FTTR智慧家庭組網(wǎng)和OLT+ONT集成邊緣算力。

  今年我國正式啟動(dòng)了“東數西算”工程，將構建全國一體化大數據中心體系?！皷|數西算”工程包括八大樞紐節點(diǎn)，十大數據中心集群，對數據中心之間的連接提出了明確的時(shí)延要求。

  唐雄燕表示，中國聯(lián)通提出了支撐東數西算的全光底座目標網(wǎng)架構，樞紐間通過(guò)OXC/ROADM構建全光互聯(lián)，打造20ms樞紐間連接，網(wǎng)絡(luò )架構穩定，可向400G傳輸速率平滑演進(jìn)，支持立體多平面組網(wǎng)，滿(mǎn)足東數西算中長(cháng)期業(yè)務(wù)需求;樞紐內通過(guò)OXC/ROADM構建樞紐內算力全光互聯(lián)，打造主要城市算力網(wǎng)關(guān)到樞紐內集群5ms時(shí)延圈，網(wǎng)絡(luò )可持續向400G演進(jìn);城市內通過(guò)增加全光錨點(diǎn)覆蓋，實(shí)現用戶(hù)到算力網(wǎng)關(guān)的一跳接入，打造城市內1ms時(shí)延圈。

  城域光網(wǎng)絡(luò )發(fā)展呈現出五大重要趨勢

  唐雄燕指出，城域光網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展需要順從光傳送網(wǎng)絡(luò )的技術(shù)發(fā)展大勢——超高速和超大容量，光網(wǎng)絡(luò )已經(jīng)進(jìn)入超100G時(shí)代。在此背景下，城域光網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展呈現出五大重要趨勢。

  趨勢之一：城域光網(wǎng)絡(luò )核心匯聚層向400G演進(jìn)

  400G需要使用相干技術(shù)，相干光接口向極致超強性能的長(cháng)途骨干網(wǎng)應用和高集成度低功耗可插拔的城域網(wǎng)應用兩個(gè)方向發(fā)展;400G作為未來(lái)主要的線(xiàn)路速率，需要根據系統容量和傳輸距離要求選擇QPSK和16QAM調制，距離較短的城域網(wǎng)可采用16QAM調制方式，并采用可插拔光模塊，CFP2封裝可插拔400G在2022年已開(kāi)始大批量發(fā)貨。

  唐雄燕表示，中國聯(lián)通高度重視400G技術(shù)在城域網(wǎng)中的應用。2022年開(kāi)展了現網(wǎng)400G WDM應用試點(diǎn)，核心節點(diǎn)間采用400G+OXC傳輸，支持6個(gè)ROADM/OXC節點(diǎn)的穿通能力，并測試了傳輸設備與路由器基于400GE(LR8光模塊)的客戶(hù)側接口互聯(lián)。目前，城域網(wǎng)核心匯聚層在當前100G WDM基礎上，將逐步向400G WDM演進(jìn)，建議采用頻譜效率更高、系統容量更大的16QAM調制方式，設備型態(tài)上會(huì )有傳統波分、模塊化波分等多種方式。

  “在開(kāi)展400G WDM應用的同時(shí)，中國聯(lián)通近年也在研究和試驗更高速率的800G WDM系統?！碧菩垩嘀赋?，800G WDM需要采用更高階的調制，如64QAM，因此傳輸距離會(huì )受限，在100多km范圍，支持2-3段的城域傳輸，且對傳輸鏈路反射要求更高。

  趨勢之二：面向數據中心互聯(lián)的城域光網(wǎng)絡(luò )走向開(kāi)放解耦

  模塊化、DC化的城域開(kāi)放解耦組網(wǎng)成為行業(yè)發(fā)展趨勢，全球范圍內市場(chǎng)快速增長(cháng)，2015-2021年間的年復合增長(cháng)率(CAGR)超過(guò)100%，2022年相比2021年也有19%的年增長(cháng)率。

  據唐雄燕介紹，中國聯(lián)通自2019年正式引入開(kāi)放的模塊化波分設備，目前已開(kāi)始規模部署，應用場(chǎng)景包括城域數據中心光互聯(lián)及城域組網(wǎng)等。

  開(kāi)放解耦是城域光網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的重要方向，隨著(zhù)SDN技術(shù)不斷成熟和部署，網(wǎng)絡(luò )開(kāi)放和解耦成為促進(jìn)產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新、降低建網(wǎng)成本的重要趨勢。開(kāi)放光網(wǎng)絡(luò )需要基于標準的南北向接口，運營(yíng)商自研統一管控系統和協(xié)同編排器，構建多供應商開(kāi)放組網(wǎng)的全光底座，有利于繁榮產(chǎn)業(yè)生態(tài)，加速業(yè)務(wù)創(chuàng )新。

  唐雄燕指出，中國聯(lián)通的城域開(kāi)放組網(wǎng)部署包括面向專(zhuān)線(xiàn)接入的OTN-CPE設備，面向數據中心光互聯(lián)的模塊化波分設備等，已在逐步推廣應用。

  趨勢之三：城域邊緣層呼喚低成本的100G傳送和組網(wǎng)技術(shù)

  目前城區固網(wǎng)業(yè)務(wù)以光纖直驅為主，郊縣固網(wǎng)業(yè)務(wù)以縣鄉波分承載為主，現階段多為10G系統，未來(lái)需要逐步引入低成本100G，以適應寬帶業(yè)務(wù)不斷升速以及大客戶(hù)/5G回傳的綜合承載;縣鄉波分系統以環(huán)形結構為主，環(huán)長(cháng)主要在150km以下，距離要求不高，但對成本敏感。

  “城域低成本的100G技術(shù)多種多樣，城域邊緣層應用量大，成本敏感，需要針對城域短距應用進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現低成本低功耗是關(guān)鍵?！碧菩垩啾硎?，現有的城域邊緣100G接口技術(shù)主要有100G ER4/ER4 Lite接口，不支持DWDM，距離在40km/30km;100G ZR4接口，也不支持DWDM，距離在80km;100G非相干接口，支持DWDM，距離在60-100km，需要配置OA+DCM，是否可規模推廣，業(yè)內尚未達成一致;100G相干接口，支持DWDM長(cháng)距離應用，可同時(shí)向下覆蓋短距離應用，最小封裝尺寸CFP2，未來(lái)支持QSFP，但成本較高。

  唐雄燕指出，城域低成本100G波分是發(fā)展方向，目前城域低成本Nx100G相關(guān)技術(shù)標準已成熟，但產(chǎn)業(yè)鏈有待培育。當前用于骨干網(wǎng)的100G WDM設備和組網(wǎng)方案，由于價(jià)格原因，難以下沉到網(wǎng)絡(luò )邊緣。

  唐雄燕建議，針對城域應用，尤其是城域邊緣，光模塊公司和設備商應該聚焦優(yōu)化簡(jiǎn)化DSP和光學(xué)部分，開(kāi)發(fā)和提供低成本的相干100G光模塊及設備，推動(dòng)DWDM技術(shù)不斷下沉。

  同時(shí)，隨著(zhù)WDM下沉城域邊緣，還需要低成本低維度邊緣ROADM配合，構建靈活動(dòng)態(tài)城域光網(wǎng)絡(luò )。骨干光網(wǎng)絡(luò )已廣泛應用ROADM技術(shù)，通常采用20維甚至32維等更大維度WSS。隨著(zhù)WDM技術(shù)下沉，ROADM技術(shù)也將隨之下沉，取代傳統的OM/OD和FOADM，但需要低成本ROADM技術(shù)。在城域邊緣層應用，低維度(4維/9維等)WSS將有較大的成本優(yōu)勢，中國聯(lián)通正聯(lián)合光迅等產(chǎn)業(yè)合作伙伴積極開(kāi)發(fā)國產(chǎn)化低維度WSS技術(shù)，以降低建網(wǎng)成本。中國聯(lián)通還提出了城域池化ROADM技術(shù)及架構創(chuàng )新方案，多個(gè)接入環(huán)共享池化ROADM板卡，以減少ROADM板卡數量和維度需求，降低匯聚站點(diǎn)空間與成本。

  趨勢之四：城域網(wǎng)IP與光層的協(xié)同融合不斷深化

  在SDN統一管控和網(wǎng)絡(luò )融合大背景下，城域網(wǎng) “IP+光”融合不斷深化，將有可能從跨域智能協(xié)同與資源統一編排，進(jìn)一步向設備層面融合邁進(jìn)。由于相干光模塊不斷小型化，已具備白光模塊相同封裝尺寸;相干光模塊將不僅僅是應用光網(wǎng)絡(luò )設備的技術(shù)，也可直接應用于IP網(wǎng)絡(luò )設備，IP與光網(wǎng)的邊界越來(lái)越模糊。

  唐雄燕指出，可插拔相干光模塊在不同專(zhuān)業(yè)網(wǎng)絡(luò )和設備上的應用越來(lái)越廣泛，為了便于大規模部署后的運維管理，在現在MSA和OIF 規范基礎上，中國聯(lián)通牽頭正在CCSA 開(kāi)展《相干光模塊軟件管理接口》系列標準化工作，包括CFPx封裝和QSFP封裝，他呼吁更多光模塊、設備及用戶(hù)單位參與該標準的討論和編制!

  趨勢之五：構建全光錨點(diǎn)實(shí)現全光綜合業(yè)務(wù)接入和一跳入云

  全光錨點(diǎn)是光網(wǎng)與業(yè)務(wù)的銜接點(diǎn)。依托全光錨點(diǎn)，可以穩步推進(jìn)綜合業(yè)務(wù)接入，提高資源利用率，基于PON、FTTR、G.metro、OSU、OTN和WDM等多樣化接入手段，將光網(wǎng)絡(luò )延伸至最終用戶(hù)，提供無(wú)處不在的光聯(lián)接服務(wù)，保障用戶(hù)便捷獲取和使用算力資源及應用服務(wù)。

  唐雄燕最后總結指出，城域光網(wǎng)絡(luò )是算力時(shí)代全光底座的重要組成部分。推動(dòng)DWDM下沉，從長(cháng)距離骨干網(wǎng)，到城域網(wǎng)核心，再到城域邊緣接入，構建全域全光網(wǎng)絡(luò )，將為數字經(jīng)濟發(fā)展奠定更加堅實(shí)的網(wǎng)絡(luò )基礎。

  城域光網(wǎng)絡(luò )將向著(zhù)高速、融合、智能、開(kāi)放、低成本等方向發(fā)展。城域光網(wǎng)絡(luò )核心匯聚層將逐步引入16QAM 400G WDM，邊緣接入層需要低成本的100G WDM和低成本的ROADM/WSS技術(shù)，開(kāi)放的模塊化波分將成為數據中心互聯(lián)的重要手段，構建全光錨點(diǎn)將助力全光綜合業(yè)務(wù)接入和一跳入云，城域網(wǎng)IP與光層的深度融合值得進(jìn)一步探索。