IFOC 2020｜中國電信科技委主任韋樂(lè )平解讀全光網(wǎng)的發(fā)展趨勢

  ICC訊 9月7-8日，第19屆訊石光纖通訊市場(chǎng)暨技術(shù)專(zhuān)題研討會(huì )（IFOC 2020）在深圳大中華喜來(lái)登圓滿(mǎn)舉辦。9月8日，工信部通信科技委常務(wù)副主任、中國電信科技委主任韋樂(lè )平在大會(huì )主論壇上發(fā)表題為《全光網(wǎng)的發(fā)展趨勢》的演講，解讀全光網(wǎng)1.0到全光網(wǎng)2.0邁進(jìn)的戰略意義與容量需求的提升。

  全光網(wǎng)的概念

  全光網(wǎng)指的是僅僅控制層在電域實(shí)現，全部傳輸、接入、交換都在光域實(shí)現的端到端光網(wǎng)絡(luò )。即只有當傳輸和接入基本實(shí)現光纖化，交換層也引入ROADM和OXC后才能稱(chēng)為嚴格意義上的全光網(wǎng)。

  光網(wǎng)城市和光網(wǎng)?。褐競鬏敽徒尤朐诠庥驅?shí)現，交換和控制仍在電域實(shí)現。泛指TDM交換機全部退網(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(kāi)始，將在交換層大規模引入ROADM/OXC，實(shí)現傳輸、接入和交換的端到端光網(wǎng)絡(luò )，邁向嚴格意義的全光網(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(chǎng)空間。

  FTTH的發(fā)展空間

  —全球FTTH用戶(hù)約6.6億，家庭滲透率大約僅40%，發(fā)展空間巨大。

  —中國FTTH家庭滲透率高達85%，依然還有空間?？紤]到不少城市區域的重復建設，空間可能更大。

  ·從FTTH延伸至FTTR和FTTD乃至FTTT

  -從家門(mén)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(xiàn)

  -隨著(zhù)運營(yíng)商的業(yè)務(wù)范圍逐步從2C轉向2B,光纖到園區

  FTTCampus和光纖到工廠(chǎng)FTTFactory乃至車(chē)間和生產(chǎn)線(xiàn)將逐步成為未來(lái)重要的光網(wǎng)絡(luò )2B市場(chǎng)。

  ·從FTTH/O承載層向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用層延伸

  -著(zhù)運營(yíng)商戰略向2B市場(chǎng)的擴展，作為FTTH/O的承載層的PON經(jīng)過(guò)適度改造正演變?yōu)楣I(yè)PON 。

  工業(yè)PON的出現和發(fā)展

  —工業(yè)PON1.0:  滿(mǎn)足中小企業(yè)一般性承載需求，包括辦公網(wǎng)、視頻監控等、無(wú)時(shí)延要求的車(chē)間級應用等?！I(yè)PON2.0: 提供基于切片的多業(yè)務(wù)差異化承載和安全隔離、數據采集接口、網(wǎng)關(guān)工業(yè)環(huán)境適應性等能力和特性，可望自動(dòng)適配工業(yè)協(xié)議等。

  —工業(yè)PON3.0: 采用新型架構，支持云邊協(xié)同，提供確定性、安全、智簡(jiǎn)運維，向大型企業(yè)應用拓展。

  邁向全光網(wǎng)2.0時(shí)代的戰略意義

  ·開(kāi)啟了網(wǎng)絡(luò )從電節點(diǎn)向全光節點(diǎn)，從點(diǎn)到點(diǎn)鏈路到光層網(wǎng)狀動(dòng)態(tài)組網(wǎng)的戰略性升級，從根本上突破了網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)容量的電瓶頸，標志著(zhù)全光網(wǎng)從1.0（全光纖網(wǎng)）邁向2.0（全光自動(dòng)調度）新時(shí)代。

  ·基于ROADM/OXC的光層動(dòng)態(tài)智能調度網(wǎng)的實(shí)現是向中國電信網(wǎng)絡(luò )架構重構目標“簡(jiǎn)潔、敏捷、開(kāi)放、集約、安全”演進(jìn)的關(guān)鍵步驟。

  ·首張全國性的骨干ROADM動(dòng)態(tài)光網(wǎng)絡(luò )即將全面投入運營(yíng)，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)融合的強大基礎，也構成了國家新型基礎設施的核心--信息基礎設施的核心，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

  ·覆蓋和規模全球最大：覆蓋全國，系統總長(cháng)22萬(wàn)公里，470個(gè)ROADM節點(diǎn)， 2357個(gè)OA節點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò )總容量590T。

  ·5039條100G，區域WSON控制，恢復時(shí)間小于2分鐘

  ·基于20維WSS的CD主導

  ·光層直達，時(shí)延最小

  ·目標：分鐘級分發(fā)、秒級優(yōu)先恢復、30毫秒時(shí)延。

  容量的需求和提升永無(wú)止境

  ·需求側：—摩爾定律進(jìn)入并行時(shí)代，微處理器從單核到多核發(fā)展到數百上千核的Tera級計算。

  —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：云計算/大數據，自動(dòng)駕駛……

  ·供給側：

  -從1977年，全球第一個(gè)速率為45Mbps的干線(xiàn)光傳輸系統在美國東北走廊開(kāi)通商用起，到2020年48波400Gbps系統試商用止，43年光通信容量提升了約42萬(wàn)倍，相當年增速35%。

  韋主任指出，低時(shí)延的訴求唯有依靠光來(lái)解決。

  ·節點(diǎn)時(shí)延：層次越低，時(shí)延越小。L0層網(wǎng)元時(shí)延ns級；L1層時(shí)延us級；L2/L3層時(shí)延ms級。

  ·CTC干線(xiàn)網(wǎng)：2025年99%地區間時(shí)延達標30ms。

  全光節點(diǎn)的容量演進(jìn)

  由2017年的150T（20維）到2019年的300T（32維WSS），預計2023年600T。韋主任指出，現有技術(shù)至少能滿(mǎn)足3年左右的節點(diǎn)容量需求！3年后，尚不明朗！

  降低全光網(wǎng)的恢復時(shí)間

  ·目前恢復時(shí)間幾分鐘，希望降至10秒級乃至秒級

  ·降低網(wǎng)絡(luò )恢復時(shí)間的思路—根據業(yè)務(wù)價(jià)值實(shí)施業(yè)務(wù)分級，確保高價(jià)值業(yè)務(wù)的恢復時(shí)間，甚至可以提前下發(fā)保護路由鏈路表。

  —集中算路+分布控制架構，引入集中算路PCE，有效避免重路由的波長(cháng)沖突，減少恢復時(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可根據上報鏈路情況，獲取時(shí)延最短業(yè)務(wù)路徑?！隡L，實(shí)現光性能劣化、光纖或設備故障的預測，節省業(yè)務(wù)調測和恢復時(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 )新和規模經(jīng)濟。

  ·物理層創(chuàng )新：其一，去掉網(wǎng)絡(luò )邊緣不必要功能和不必要溫度要求等，放松器件要求、省掉加熱器和致冷器等；其二，創(chuàng )新設計新一代光交換器件。

  ·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(kāi)放和標準化，數據面互操作，從而推動(dòng)光網(wǎng)絡(luò )的開(kāi)放生態(tài)。

  ·規范統一F5G：為獲取全球蜂窩那樣的巨大經(jīng)濟規模好處，減少碎片化私有規范，有必要規范一個(gè)具有統一定義、架構、功能、容量和性能的F5G。

  全光網(wǎng)需要SDN控制

  可望具備跨網(wǎng)、跨技術(shù)、跨廠(chǎng)家的全網(wǎng)視野！

  ·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測，降低網(wǎng)絡(luò )建設和運營(yíng)成本，增強網(wǎng)絡(luò )競爭性?！び欣麑?shí)現最佳路由-全光網(wǎng)引入SDN控制后，鑒于其透明性，通過(guò)客戶(hù)端可以與任何廠(chǎng)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(chǎng)家壁壘。

  -有利實(shí)現跨層融合，ROADM沒(méi)有解決層間控制協(xié)調機制，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(kāi)放生態(tài)。

  ·為了應對日益嚴峻的行業(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)可持續發(fā)展的關(guān)鍵。

  ·從無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)開(kāi)始，網(wǎng)絡(luò )的各個(gè)領(lǐng)域都將逐步走向開(kāi)放，接口標準化、軟硬件解耦、硬件白盒化、軟件開(kāi)源化，基于全光的傳送網(wǎng)也不會(huì )例外。

  ·AT&T開(kāi)通全球首個(gè)ROADM商用化白盒系統：

  2019年實(shí)現了從亞特蘭大到達拉斯，全長(cháng)1300公里，速率為400Gbps，SDN控制的的靈活低成本的光連接。該系統基于OpenROADM規范的解耦的分布式（DDC）白盒設計。

  開(kāi)放與封裝的思考

  ·ICT大生態(tài)的各自趨勢

  —IT行業(yè)在1980年代就開(kāi)始實(shí)現軟件、硬件和外設的解耦和開(kāi)放，形成了今天良好的生態(tài)。

  —CT行業(yè)從2015年起開(kāi)始探索以軟硬解耦為起點(diǎn)的虛擬化、云化和開(kāi)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，經(jīng)歷了開(kāi)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的新壟斷階段，在業(yè)務(wù)和應用層面越做越精越大，越來(lái)越多地采用專(zhuān)有架構、技術(shù)和私有標準，形成新的各自為政的封閉體系。

  ·開(kāi)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

  ·能靈活根據不同場(chǎng)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、故障預測、最佳重路由、故障根因分析等不同場(chǎng)景，實(shí)現端到端自動(dòng)化和智能化。

  算力

  ·超強算力才能推動(dòng)AI普及。AI已從通用CPU發(fā)展到強大的GPU，進(jìn)而發(fā)展到專(zhuān)用AI芯片,大幅提升了算力。

  ·AI計算應分層實(shí)現，以便在計算實(shí)時(shí)性、有效性和建模精度取得平衡。

  數據

  ·首先得有對網(wǎng)絡(luò )參數正確、及時(shí)和全面的感知和采集，建立統一數據湖，作為模型訓練數據庫，才能利用AI進(jìn)行分析、預測和優(yōu)化，實(shí)現故障智能診斷、預測式主動(dòng)維護及自動(dòng)化處理。

  ·目標數字孿生

  更多精彩演講，敬請蒞臨訊石會(huì )議現場(chǎng)聆聽(tīng)。