干線光通信發(fā)展趨勢(shì)與思考，韋樂(lè)平今年又帶來(lái)哪些純干貨？

8月26日消息（李明）一年一度的中國(guó)光網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)并未如期而至，而是因?yàn)楸娝苤奶厥庠蛲七t到本周才得以舉行。但遲到總比不來(lái)好！每年的會(huì)議業(yè)界都期待從韋樂(lè)平口中獲得光通信產(chǎn)業(yè)最新的發(fā)展現(xiàn)狀、面臨的問(wèn)題以及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

特殊的2020年，中國(guó)光網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)也迎來(lái)了第20屆，光通信產(chǎn)業(yè)鏈上的各路精英在如此特殊的時(shí)期再次齊聚北京，共話光通信產(chǎn)業(yè)未來(lái)。在今天舉行的“2020中國(guó)光網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)”上，以“干線光通信的發(fā)展趨勢(shì)與思考”為主題，工信部通信科技委常務(wù)副主任、中國(guó)電信集團(tuán)公司科技委主任、中國(guó)光網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)大會(huì)主席韋樂(lè)平與我們分享了如下觀點(diǎn)：

“容量危機(jī)”終將出現(xiàn)

在韋樂(lè)平看來(lái)，全光網(wǎng)最大的驅(qū)動(dòng)力便是容量，容量的需求和提升是永無(wú)止境的。

十年前，有人預(yù)計(jì)2020年將超越單纖容量香農(nóng)極限，現(xiàn)有技術(shù)難以應(yīng)對(duì)，可能出現(xiàn)容量危機(jī)，但十年后這個(gè)預(yù)測(cè)并沒(méi)有成真。韋樂(lè)平認(rèn)為“容量危機(jī)”沒(méi)有出現(xiàn)主要有三方面原因：

一是需求側(cè)放緩。全球互聯(lián)網(wǎng)流量的增速?gòu)脑瓉?lái)預(yù)期的40%降至24%，緩解了網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容壓力。

二是供給側(cè)進(jìn)步。DWDM方向——首先從目前的C波段80波可以以很小的成本代價(jià)擴(kuò)展至C波段96波，取得20%的擴(kuò)容增益；同時(shí)進(jìn)一步擴(kuò)展至超寬帶C波段120波，乃至C+L波段的192波并沒(méi)有不可逾越的技術(shù)障礙，但需要生態(tài)系統(tǒng)的支持，包括激光器、新?lián)诫s光纖放大器；后兩步的技術(shù)改進(jìn)尚需要有經(jīng)濟(jì)可行性的支撐、符合每比特成本明顯降低的規(guī)律才能推廣；TDM方向——從PDH制式起，TDM方向始終在按照速率提高4倍，成本僅提高2.5倍的規(guī)律發(fā)展，即每次速率升級(jí)4倍應(yīng)使單比特傳輸成本下降約35%；采用新型oDSP后能將單波400Gbps傳輸距離從600公里擴(kuò)展至1000公里以上，符合干線應(yīng)用要求。

三是我國(guó)干線的近中期擴(kuò)容策略抉擇。為規(guī)避干線網(wǎng)的頻繁升級(jí)擴(kuò)容，干線系統(tǒng)原則上應(yīng)繼續(xù)遵循4倍的容量臺(tái)階為主體的擴(kuò)容節(jié)奏，即從目前的N*100Gbps直接升級(jí)至N*400Gbps系統(tǒng)；在局部擁塞路段，可先行升級(jí)至N*200Gbps系統(tǒng)。

中國(guó)電信傳送網(wǎng)最大鏈路容量趨勢(shì)來(lái)看：2008-2018年實(shí)際傳送網(wǎng)最大鏈路容量年均增長(zhǎng)42%；2018年-2023年的增長(zhǎng)率仍然可能達(dá)到18%；2019年最大容量突破100Tb/s，2023年最大容量突破200Tb/s。

而從中國(guó)電信傳送網(wǎng)最大節(jié)點(diǎn)容量趨勢(shì)來(lái)看，2008-2018年實(shí)際傳送網(wǎng)最大節(jié)點(diǎn)容量年均增長(zhǎng)40%；2018-2023年的增長(zhǎng)率仍然可能達(dá)到20%，但增速減半；2019年最大容量突破300Tb/s；2023年最大容量突破600Tb/s。全光節(jié)點(diǎn)的容量演進(jìn)來(lái)看，2017年20維WSS，2019年32維WSS，2023年有可能做出64維WSS。

韋樂(lè)平認(rèn)為“容量危機(jī)”終將出現(xiàn)：首先，從擴(kuò)容路徑的全視圖來(lái)看，光通信擴(kuò)容的基本維度資源包括幅度、相位、頻率/波長(zhǎng)、偏振、時(shí)間、空域留個(gè)維度，前面所說(shuō)的WDM維度的擴(kuò)展和TDM維度的技術(shù)選擇進(jìn)展終究潛力有限，難以應(yīng)對(duì)長(zhǎng)期容量壓力；其次，目前唯一未被充分開(kāi)發(fā)利用的只剩下空域資源，即靠增加空間并行傳輸信道數(shù)來(lái)擴(kuò)容；同時(shí)，中長(zhǎng)期來(lái)看，使用更多光纖、特別是路由光纖緊缺區(qū)域；此外，長(zhǎng)期來(lái)看，開(kāi)發(fā)多芯少模光纖乃至角動(dòng)量復(fù)用技術(shù)，但仍在早期研究階段，其經(jīng)濟(jì)性也不清楚，還有應(yīng)用層面的容量節(jié)制和編碼進(jìn)步依然是必須的。

五個(gè)維度建好全光網(wǎng)

既然“容量危機(jī)”終將出現(xiàn)，那么全光網(wǎng)就成為必由之路。不過(guò)，全光網(wǎng)面臨哪些挑戰(zhàn)？又該如何應(yīng)對(duì)？韋樂(lè)平提出以下幾點(diǎn)：

第一，需要降低全光網(wǎng)的恢復(fù)時(shí)間。目前全光網(wǎng)恢復(fù)時(shí)間幾分鐘，希望降至10秒級(jí)乃至秒級(jí)。降低網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)間的思路大致分為四種：一是要根據(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；二是集中算路+分布控制架構(gòu)，引入集中算路PCE，有效避免重路由的波長(zhǎng)沖突，減少恢復(fù)時(shí)間；三是引入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，SDN還可根據(jù)上報(bào)鏈路情況，獲取時(shí)延最短業(yè)務(wù)路徑；四是引入ML，實(shí)現(xiàn)光性能劣化、光纖或設(shè)備故障的預(yù)測(cè)，節(jié)省業(yè)務(wù)調(diào)測(cè)和恢復(fù)時(shí)間乃至主動(dòng)重路由。

第二，需要降低全光網(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)。物理層創(chuàng)新方面，一是去掉網(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，二是創(chuàng)新設(shè)計(jì)新一代光交換器件；網(wǎng)絡(luò)層創(chuàng)新方面，走向SDN控制的、軟硬解耦的“灰盒”乃至“白盒”，接口開(kāi)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(kāi)放生態(tài)；規(guī)范統(tǒng)一F5G方面，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。

第三，全光網(wǎng)還需要實(shí)現(xiàn)可編程，要求分鐘級(jí)完成速率、調(diào)制格式和波長(zhǎng)間隔的設(shè)置。

第四，全光網(wǎng)也要邁向開(kāi)放生態(tài)。為了應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)峻的行業(yè)發(fā)展乏力、外部競(jìng)爭(zhēng)壓力增大的局面，降低成本、創(chuàng)新更健康活躍的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，成為行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。雖然目前對(duì)于開(kāi)放無(wú)線接入網(wǎng)業(yè)界還存在一定爭(zhēng)議，但在韋樂(lè)平看來(lái)：“從無(wú)線接入網(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(biāo)準(zhǔn)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，全光網(wǎng)也要邁向開(kāi)放生態(tài)。”例如，AT&T開(kāi)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(zhǎng)1300公里，速率為400Gbps，SDN控制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)。

第五，全光網(wǎng)需要人工智能賦能，從算法、算力和數(shù)據(jù)三方面推動(dòng)全光網(wǎng)發(fā)展。

中國(guó)電信全光骨干網(wǎng)2.0覆蓋和規(guī)模全球最大

全光網(wǎng)建設(shè)方面，中國(guó)電信一直走得比較快。

談及中國(guó)電信全光骨干網(wǎng)2.0的進(jìn)展，韋樂(lè)平介紹說(shuō)：中國(guó)電信全光骨干網(wǎng)2.0覆蓋和規(guī)模全球最大：五大區(qū)域，系統(tǒng)總長(zhǎng)22萬(wàn)公里，470個(gè)ROADM節(jié)點(diǎn)，2357個(gè)OA節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)總?cè)萘?90T；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。

韋樂(lè)平還展望了未來(lái)中國(guó)電信全光骨干網(wǎng)2.0的目標(biāo)：分鐘級(jí)分發(fā)、秒級(jí)優(yōu)先恢復(fù)、30毫秒時(shí)延，拓?fù)渥詣?dòng)發(fā)現(xiàn)和選路。

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