中國移動張德朝:基于OXC的光電聯(lián)動型全光網(wǎng)賦能智慧城市

2月23日消息(九九)當前,算力網(wǎng)絡、5G+垂直行業(yè)、政企專線等新業(yè)務快速發(fā)展,光網(wǎng)絡作為承載業(yè)務的基石,需要向超大容量智能調度、多顆粒業(yè)務靈活接入演進,構建智慧城市光底座。

在今天舉行的“全光城市線上研討會”上,中國移動研究院基礎網(wǎng)絡技術研究所副所長張德朝表示,圍繞優(yōu)化網(wǎng)絡架構、提升網(wǎng)絡帶寬、實現(xiàn)靈活開放組網(wǎng),中國移動提出新一代基于OXC的光電聯(lián)動型全光網(wǎng)的構想,從新型架構、超大容量、靈活接入三個維度攻關關鍵技術及挑戰(zhàn)。

中國移動研究院基礎網(wǎng)絡技術研究所副所長張德朝

新型架構:基于OXC的光電聯(lián)動型全光網(wǎng)

張德朝介紹,基于OXC的光電聯(lián)動型全光網(wǎng)具有三大技術特征:組大網(wǎng)能力、光電聯(lián)動和智能管控。

其中,組大網(wǎng)能力需要長距離大容量400G/800G傳輸技術,以及具有靈活調度能力的集成式光交叉OXC技術;為實現(xiàn)光電聯(lián)動,在光層制定OAM機制拉通光電管控,在電層多顆粒度調度和光層波長級調度協(xié)同;在智能管控方面,基于SOTN集中式管控系統(tǒng),實現(xiàn)光電協(xié)同管理和資源配置。

張德朝進一步介紹,集中式管控系統(tǒng)和光層OAM機制是實現(xiàn)光電聯(lián)動的關鍵。在轉發(fā)面,引入光層OAM機制,定義開銷幀格式,同時進一步拓展光層OAM功能,實現(xiàn)高效光電聯(lián)動。在管控面,從存、算、配三個方面進一步融合:“存”即光電資源數(shù)據(jù)互通,“算”即多層協(xié)同資源調度和優(yōu)化,“配”即統(tǒng)一配置光電兩層資源。

基于這種新型架構,中國移動聯(lián)合業(yè)界合作伙伴實現(xiàn)了業(yè)務開通、協(xié)同算路、波長配置、保護恢復、故障定位等光電聯(lián)動高效運維能力,相關功能已納入現(xiàn)網(wǎng)應用。

超大容量:400G/800G超高速光互聯(lián)前景可期

張德朝強調,集成式光交叉(OXC)性能是限制光層交叉容量和靈活調度能力提升的核心因素。面向骨干網(wǎng)交叉容量提升,需進一步提升OXC容量和性能;面向智慧城市發(fā)展,城域低成本光底座的靈活調度能力有待提升。

面向骨干網(wǎng),通道間隔擴展、高效調度需OXC性能提升。面向超400G,現(xiàn)有C+L波段將無法滿足80波系統(tǒng)需求,OXC需支持新波段及提升譜寬。高效調度需提升切換時間,受LCoS刷新率、切換路徑算法等限制,切換時間提升很困難。此外,現(xiàn)有方案下路方向采用兩級WSS實現(xiàn)N*M CDC功能的結構和成本可根據(jù)需求進一步優(yōu)化。

面向城域網(wǎng),推動低成本、低碳節(jié)能、低時延、靈活調度光交叉技術發(fā)展。以20維、9維、4維三種規(guī)格交叉匹配核心/匯聚/接入層差異化應用需求;將CDC簡化為C,多維度WSS級聯(lián)簡化為低維度WSS+分光器/耦合器。

張德朝指出,400G是100G后的下一代OTN網(wǎng)絡基礎速率,CCSA已完成長距400G光模塊、系統(tǒng)2大核心標準立項。中國移動2021年已完成16QAM-PCS 400G實驗室和現(xiàn)網(wǎng)試點,覆蓋G.652.D/G.654.E和EDFA放大/拉曼EDFA混合放大4個模型。測試結果表明,16QAM-PCS@100GHz可滿足G.652.D 1000km需求,但面對更長距離傳輸性能略顯不足;16QAM-PCS@100GHz采用G.654.E+EDFA可傳輸1700km;QPSK@150GHz理論上具備更好的傳輸性能,但5nm DSP和12THz C+L 80波系統(tǒng)亟需突破。

在800G方面,存在單載波和電域子載波2大方案。單載波相比電域子載波方案具備B2B OSNR優(yōu)勢,RSOP容限好,DSP結構簡單,為優(yōu)選方案。但是,基于~90GBd的800G系統(tǒng)仍不是理想方案,須采用更高波特率調制器來降低傳輸損傷。2021年中國移動開展了800G OTN系統(tǒng)方案和關鍵技術研究,并完成實驗室技術驗證測試。基于~90GBd的64QAM-PCS單載波800G,采用G.654.E+混合放大,可以實現(xiàn)1000km+極限傳輸;基于~95GBd的64QAM-PCS 800G,采用G.654.E+純拉曼放大,可以實現(xiàn)2000km+極限傳輸。相關工作在ECOC做了會議論文報告。

靈活接入:解耦型CPE/OSU使能下一代OTN網(wǎng)絡

隨著OTN逐步下沉到城域網(wǎng)和接入網(wǎng),面臨接入和承載高品質專線、高清視頻等1G以下小顆粒業(yè)務的需求。光業(yè)務單元OSU(Optical Service Unit)成為重要的技術手段,可以高效承載2M-1G小顆粒客戶信號。OSU在繼承OTN高質量業(yè)務承載優(yōu)點的同時,可以提升小顆粒業(yè)務承載的帶寬利用率和支持數(shù)量。

國內外標準組織正在推動OSU標準化進程,主要涉及技術、設備、管控三大核心標準。在CCSA層面,技術、設備標準于2021年10月基本成稿,包含OSU00、OSU01兩個版本;管控標準于2021年底立項。在ITU-T層面,技術標準G.osu于2020年初立項,開銷功能等也已經(jīng)初步確定,但目前仍面臨國際上技術路線層面的困難和挑戰(zhàn)。

在OSU產(chǎn)業(yè)方面,已經(jīng)構建了涵蓋運營商、大型設備廠家、CPE設備廠家、芯片廠家的完整OSU產(chǎn)業(yè)鏈。目前,業(yè)界已有OSU芯片完成流片,部分廠家支持OSU功能的OTN設備已具備測試驗證條件。

面向OSU小顆粒業(yè)務數(shù)量大幅增加對管控技術提出的新挑戰(zhàn),如大規(guī)模小顆粒業(yè)務路由計算/連接控制、基于OSU的快速業(yè)務響應和連接調整、客戶側業(yè)務/算力感知,以及更高的生存性保障要求等,需要在輕量級協(xié)議機制、OSU隨路開銷、多層次協(xié)同和業(yè)務感知能力等多維度提升SOTN管控能力。

對于OSU組網(wǎng)及部署應用,城域匯聚及以上OSU設備采用統(tǒng)一方案,接入CPE/Hub OSU設備考慮靈活部署;城域網(wǎng)采用OSU承載小顆粒業(yè)務,骨干網(wǎng)考慮采用ODU透傳方式。張德朝表示,希望國內協(xié)同一致推進OSU國際標準化進程,加速標準制定和完善;產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)合開展設備和芯片研發(fā),推動技術和產(chǎn)品成熟。

張德朝同時指出,推動解耦型CPE OTN技術成熟并實現(xiàn)規(guī)模應用,可以提升專網(wǎng)靈活性、降低組網(wǎng)成本。經(jīng)過兩年的能力,中國移動在2021年實現(xiàn)了CPE OTN的首次規(guī)模集采,實現(xiàn)8家盒式CPE OTN和6家插卡式CPE OTN的規(guī)模商用。面向未來演進,將推進CPE OTN設備功能、性能優(yōu)化,末端設備需引入OSU小顆粒能力,實現(xiàn)業(yè)務端到端靈活承載和調度;面向算力協(xié)同,需提升客戶側業(yè)務感知能力,實現(xiàn)業(yè)務快速響應。

張德朝表示,當前CPE OTN產(chǎn)品主芯片采用多顆FPGA等已有芯片進行組合的方案,芯片功能、性能具有優(yōu)化空間,希望聯(lián)合業(yè)界開展針對CPE OTN的芯片研究,優(yōu)化芯片功能、性能并降低功耗。

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2022-02-23
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