“千兆光網(wǎng)為代表的F5G已進入快車道，結(jié)合云和AI，實現(xiàn)光聯(lián)萬物，激發(fā)數(shù)字經(jīng)濟新動能。“在3月29日中國信息通信研究院舉辦的”千兆光網(wǎng)助力數(shù)字經(jīng)濟新增長“論壇上，工業(yè)和信息化部電子科學技術委員會常務副主任韋樂平表示。
千兆光網(wǎng)近期可謂是炙手可熱，2021年兩會政府工作報告中提出”加大 5G和千兆光網(wǎng)建設力度，豐富應用場景“。據(jù)悉，我國1000M及以上接入速率用戶快速增長，已達803萬戶。
之后業(yè)界一直希望分析這項政策對光產(chǎn)業(yè)帶來的影響，包括千兆光網(wǎng)在家庭、在行業(yè)等領域，當前發(fā)展情況如何？千兆光網(wǎng)如何支撐運營商云網(wǎng)融合發(fā)展？
韋樂平是通信領域的泰山北斗級人物，多年致力于光網(wǎng)絡研究。此次，韋樂平詳細介紹了千兆光網(wǎng)現(xiàn)狀和發(fā)展，包括千兆光網(wǎng)toC和toB、全光網(wǎng)2.0、10G PON/50G PON等，值得我們學習和分析。
01、如何看政府報告首提”千兆光網(wǎng)“
”千兆光網(wǎng)“首次被寫入政府工作報告，產(chǎn)業(yè)界對”全光網(wǎng)“的關注推上一個新的高度?！笔奈濉耙?guī)劃目標任務指出，要”加快數(shù)字化發(fā)展，打造數(shù)字經(jīng)濟新優(yōu)勢，協(xié)同推進數(shù)字產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，加快數(shù)字社會建設步伐“，要”推廣升級千兆光纖網(wǎng)絡“。
很多人好奇，為何國家這么重視千兆光網(wǎng)？結(jié)合韋樂平觀點，筆者總結(jié)如下。
第一，千兆光網(wǎng)是數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展底座。數(shù)字經(jīng)濟已是經(jīng)濟增長的主旋律，千行百業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型成為當下主要課題。世界銀行研究表明，寬帶普及率每提升10%，平均帶動GDP增長1.38%。
在我國，根據(jù)《中國數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展與就業(yè)白皮書2019》，中國1.8億芯公里光纜網(wǎng)絡，支撐了31.3萬億數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展。這說明，千兆光網(wǎng)的建設，對社會經(jīng)濟的帶動作用十分明顯。
具體看，數(shù)字經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展離不開以 ”千兆光網(wǎng)“打造的超強運力和以”云“為基礎的超強算力，兩者融合產(chǎn)生的化學反應將直接影響到數(shù)字經(jīng)濟的強度；智慧城市智能體的打造，需要超高速、高可靠的網(wǎng)絡覆蓋，為千行百業(yè)的創(chuàng)新提供堅實的網(wǎng)絡基礎，使能城市資源價值最大化。
第二，我國千兆光網(wǎng)已取得突出成績，還將進一步走向融合發(fā)展。早在 2013年，我國就開始推動”光進銅退“的計劃，大力推動”寬帶中國“戰(zhàn)略，截止目前全國光纖網(wǎng)絡普及率已超過98%，百兆帶寬以上用戶占比已超九成，基本實現(xiàn)了”光纖入戶、百兆進家“。
對政府工作報告提到”千兆光網(wǎng)“，韋樂平認為，我們可以理解千兆接入與全光網(wǎng)絡兩個方面：”從中近期看，廣義的千兆光網(wǎng)是由接入和傳輸共同組成端到端光網(wǎng)，接入側(cè)面臨千兆光接入的規(guī)模擴展和延伸，傳輸側(cè)面臨向全光網(wǎng)2.0的全面戰(zhàn)略性升級和擴展。從長期看，接入和傳輸逐漸融合的一張端到端通透的大光網(wǎng)?！?/p>
在韋樂平看來，通過接入網(wǎng)與傳送網(wǎng)的融合，最終實現(xiàn)端到端的品質(zhì)保障，讓千兆體驗進入每個家庭、每個企業(yè)、每臺機器，進而為國家的數(shù)字經(jīng)濟提供新動能。
第三，千兆光網(wǎng)受到創(chuàng)新業(yè)務需求驅(qū)動，符合光網(wǎng)演進趨勢。正如韋樂平總結(jié)的，在家庭寬帶方面，隨著4K/8K超高清視頻、云游戲、遠程教育、遠程醫(yī)療、智能家居等豐富的應用與日俱增，家庭寬帶已經(jīng)從10Mbps向100Mbps演進，逐步升級至1Gbps。
在政企寬帶方面，而隨著政企數(shù)字化轉(zhuǎn)型和云化加速，企事業(yè)單位的帶寬已經(jīng)從10/100Mbps向1/10/100Gbps演進。需求側(cè)流量的不斷增長，使得供給側(cè)骨干網(wǎng)容量不斷增長，已經(jīng)從Tbps級容量向Pbps級容量演進。
為了提升業(yè)務和應用的價值，運營商必須能夠提供大量的端到端的帶寬，為數(shù)字經(jīng)濟提供超強運力，打造智慧城市的堅實底座，使能云端算力的最大化?！蹦壳翱?，城域接入依然是全網(wǎng)帶寬的瓶頸。“韋樂平說。
02、不只有品質(zhì)家寬，千兆光網(wǎng)延伸到工業(yè)互聯(lián)
目前我國在千兆光網(wǎng)的toC領域，正推進引入線乃至房屋、桌面、終端的光纖化，在toB領域，也開始推進園區(qū)、工廠和車間的光纖化。
對于我國如何實現(xiàn)千兆網(wǎng)絡的快速覆蓋普及，韋樂平強調(diào)了多個技術和網(wǎng)絡創(chuàng)新升級關鍵，包括進行光節(jié)點設備（OLT）的升級。
”O(jiān)LT設備作為統(tǒng)一接入平臺，是實現(xiàn)全業(yè)務智能承載的關鍵網(wǎng)元。“韋樂平指出，業(yè)界要采用分布式架構，轉(zhuǎn)控分離，保障業(yè)務轉(zhuǎn)發(fā)；要提供靈活OLT切片/VxLAN功能，提升光接入的全業(yè)務承載能力和網(wǎng)絡質(zhì)量；要支持具備分布式計算能力的資源板卡。
眾所周知，當前在三大運營商的接入網(wǎng)部分，10G PON是主流千兆寬帶接入技術，后續(xù)需持續(xù)升級演進到50G PON。
我們看到，一些領先運營商在優(yōu)化10G PON：一方面在城市及重點鄉(xiāng)鎮(zhèn)，進行10G PON光線路終端（OLT）設備規(guī)模部署，持續(xù)開展OLT上聯(lián)組網(wǎng)優(yōu)化，另一方面在老舊小區(qū)、工業(yè)園區(qū)等光纖到戶薄弱區(qū)域，進行光分配網(wǎng)（ODN）的改造升級，促進全光接入網(wǎng)進一步向用戶端延伸。
當然除了家庭市場，千兆光網(wǎng)還有一個重要的趨勢就是在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應用。運營商也在大力推進工業(yè)PON的發(fā)展。
韋樂平表示，在傳統(tǒng)工廠網(wǎng)絡中，通信協(xié)議”七國八制“，形成了信息孤島，應用環(huán)境復雜、電磁干擾多、以國外廠家定制產(chǎn)品為主。而工業(yè)PON能將傳統(tǒng)PON做適配改造后的標準化產(chǎn)品，具有工業(yè)應用契合度高、國產(chǎn)化程度高、可靠性高等特點。
可以看出，工業(yè)PON可以推動各類產(chǎn)業(yè)園區(qū)千兆全光網(wǎng)發(fā)展，實現(xiàn)人、機、物的全面互聯(lián)，值得業(yè)界大力發(fā)展。
談及推進未來50G PON發(fā)展，韋樂平提出業(yè)界保障10G PON網(wǎng)絡具備可持續(xù)演進升級的能力：
一套體制，支持10G PON統(tǒng)一升級到50G PON；
二代共存，保障10G PON和50G PON可以在現(xiàn)網(wǎng)ODN共存，并實現(xiàn)平滑升級；
五倍帶寬，下行帶寬提升5倍，上行多速率接入（12.5/25/50Gbps）。
03、全光網(wǎng)2.0時代全面開啟
早在2019年，筆者就聽到韋樂平談運營商骨干網(wǎng)發(fā)展的趨勢，即從全光網(wǎng)1.0（全光纖網(wǎng)）開始邁向全光網(wǎng)2.0（全光自動調(diào)度）新時代演進。如今兩年過去了，全光網(wǎng)1.0已經(jīng)覆蓋85%的家庭，而全光網(wǎng)2.0時代全面開啟。
”省內(nèi)干線和大型城域網(wǎng)也已經(jīng)或即將開始規(guī)模應用（全光2.0），普通城域和接入網(wǎng)尚需進一步降低成本才有望大規(guī)模應用?！绊f樂平說。
據(jù)悉，全光網(wǎng)擁有超大可用頻譜（>10THz）、超大容量（~100Tbit/s）、超高速率（1Tbps）、超大容量節(jié)點（Pbit/s）、超低時延（5us/km）等特質(zhì)，決定了全光網(wǎng)是實現(xiàn)云網(wǎng)融合和智慧城市最理想的承載網(wǎng)底座。
在全光網(wǎng)2.0實踐效果方面，據(jù)筆者了解，目前中國電信的全光骨干網(wǎng)覆蓋和規(guī)模全球最大，擁有470個ROADM節(jié)點，網(wǎng)絡總?cè)萘窟_到620T。該網(wǎng)絡架構扁平，實現(xiàn)了一二級干線融合，業(yè)務配置效率大幅提升；基于20/32維OXC的全光交換調(diào)度，實現(xiàn)了端到端光層直達，時延最低；啟用WSON光層恢復和動態(tài)重路由，恢復時間分鐘級。
韋樂平介紹，中國電信建設的我國首張骨干ROADM網(wǎng)（長江中下游），自運營以來大致節(jié)約成本30-50%、節(jié)約能耗和空間約50%，業(yè)務配置效率大幅提升，時延低，光波長可一跳直達。
談及全光網(wǎng)2.0整體發(fā)展情況，韋樂平認為，目前CTC骨干傳送網(wǎng)從點到點鏈狀DWDM系統(tǒng)，全面升級為動態(tài)網(wǎng)狀組網(wǎng)的全光網(wǎng)，從而在骨干傳送網(wǎng)層面全面邁向光層可全自動調(diào)度的全光網(wǎng)2.0時代。
當然，全光網(wǎng)發(fā)展不能靠等待，還需業(yè)界更積極主動解決部署問題。韋樂平也坦言，目前千兆家庭接入用戶雖然超過800萬戶，但離目標還差很遠，而50G PON也面臨功率預算、色散代價補償?shù)确矫娴募夹g挑戰(zhàn)。這些都需要業(yè)界合力，繼續(xù)努力解決。
盡管未來存在諸多不確定性，但筆者可以確定地說，千兆光網(wǎng)是我們通信人未來若干年重要的發(fā)展方向，需要我們?nèi)袠I(yè)上下游的共同努力，逐步攻克難關：一方面達成千兆寬帶、全光網(wǎng)絡、云網(wǎng)融合等目標，構筑高品質(zhì)的通信基礎設施，另一方面服務社會民生，使能千行百業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，加速數(shù)字經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。