飛象網(wǎng)訊(馬秋月/文)在近日舉行的“全光品質運力高峰論壇”上,中國信息通信研究院技術與標準研究所所長張海懿指出,新一代全光運力技術發(fā)展方向就是:超大帶寬、超低時延、安全可靠、泛在覆蓋、靈活敏捷、智能管控、綠色節(jié)能。因此,要全面升級網(wǎng)絡架構和立體化傳輸能力,構建泛在覆蓋的全光運力。
光網(wǎng)絡未來發(fā)展的技術趨勢
隨著信息基礎設施蓬勃發(fā)展,全光運力成為多方關注焦點。不僅國家部委規(guī)劃推進全光運力部署,地方政府高度重視全光運力發(fā)展,運營商積極布局全光運力建設。而以OTN等為代表的全光運力技術,具備超大帶寬、超低時延、安全可靠等優(yōu)勢,成為運力的核心底座。
據(jù)張海懿介紹,新一代全光運力技術發(fā)展方向具有超大帶寬、超低時延、安全可靠、泛在覆蓋、靈活敏捷、智能管控、綠色節(jié)能的特點。
在超大帶寬方面,通過速率提升、頻譜擴展和新型光纖來提升。光網(wǎng)絡的速率提升一直是永恒的主題,從當年的最初的只有幾K的速率到現(xiàn)在100G/200G的速率應用在不斷提升,單波速率從100G/200G向400G/800G演進。目前400Gbps長距傳輸系統(tǒng)逐步試用,800Gbps技術與標準穩(wěn)步推進。同時,單波長1.2Tbps/1.6Tbps等,也都在進行實驗室的實驗,需要高波特率光電器件以及算法技術的突破。
單波速率提升是一個方面,還可以通過拓寬傳輸頻譜來獲得超大帶寬,例如:拓展已經(jīng)商用的C波段,以及把C+L的波段都用起來,C波段和L波段各100G*120波,相當于80波100G容量*3,不過這需要光電器件的成熟;未來還可以把S、U、O波段用起來,實現(xiàn)P比特傳輸。
除了頻譜的發(fā)展,還有推動G.654E光纖規(guī)模部署,積極探索新型光纖技術。目前,正在推動G.654E超低損耗光纖實現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn),持續(xù)推動規(guī)模部署。同時,新型光纖技術研究與應用探索也在繼續(xù),例如:空分復用光纖的關鍵器件以及熔接、成纜等技術待進一步成熟;空芯光纖具備寬頻譜、低延遲、低非線性等優(yōu)勢,目前業(yè)界高度關注其在高速光通信領域應用。
在超低時延上,通過時延優(yōu)化和全光轉發(fā)調度來提升。全光網(wǎng)一個非常重要的優(yōu)點就是低時延,所以在算力樞紐之間建立全光互聯(lián)架構可以有效地降低時延。同時,在系統(tǒng)當中增加時延測量以及時延算路的功能,來滿足時延敏感業(yè)務承載需求。另外,增加光纜路以及全光轉發(fā)調度,減少光纖鏈路的繞行,降低端到端時延。從全光交叉的部署來看,目前干線和城域核心已經(jīng)部署了32維全光交叉,正在向48維和64+維方向演進。
在安全可靠方面,光電切片隔離和光電保護協(xié)同,提升網(wǎng)絡安全可靠性。光電切片隔離保障多顆粒業(yè)務安全承載,而光電保護協(xié)同可以提升網(wǎng)絡可靠性,例如:通過電層1+1保護&光層動態(tài)恢復結合,能發(fā)揮電層保護<50ms的優(yōu)點,光層恢復抗多次網(wǎng)絡故障,與光層無保護方式同等資源消耗,但是可以大幅提升網(wǎng)絡可靠性。
在泛在覆蓋方面,OTN全光接入和低成本波分支撐全光運力延伸覆蓋。OTN作為全光接入政企客戶一個非常重要的節(jié)點,有幾種接入方案:方案一是接入PON部署,局端固定時隙分配,已在運營商小規(guī)模部署;方案二是在方案一基礎上OSU延伸到末端CPE,這需要進一步技術與標準研究;方案三基于波分子載波適合大顆粒業(yè)務,這依賴于相干模塊標準成熟,處于技術研究階段。
同時,低成本的波分接入可以解決城域內波長泛在部署需求,可以通過高階調制提升頻譜效率,相同頻譜獲取更多波長,主要應用于城市內傳送距離短、傳輸性能要求不高的場景。不過目前需推進多波長光源、密集波分復用器解復用器,以及高效光電集成器件產(chǎn)業(yè)化,打造低成本波分接入。
在靈活敏捷方面,光電協(xié)同調度和多維感知能夠提升資源調度能力。光電靈活調度資源隨需所取滿足業(yè)務動態(tài)部署需求:光電資源池化預部署線路端口資源、波長轉換資源和中繼資源;波長規(guī)劃算法可匹配線路速率、譜寬、碼型,規(guī)劃最優(yōu)波長鏈路;波長路徑開通可使光纖路徑連通可達性探測、光電協(xié)同自動調測。
另外,業(yè)務流和算力資源感知滿足用戶差異化靈活入算需求:光錨點快速感知業(yè)務流類型基于報文特殊字段對業(yè)務進行區(qū)分和識別感知用戶業(yè)務流,將不同類型的業(yè)務流映射到不同品質光網(wǎng)鏈路;管控系統(tǒng)協(xié)同感知算力資源從算網(wǎng)編排系統(tǒng)獲取算力資源信息實現(xiàn)基于算力資源編排,獲取用戶業(yè)務流量特征支撐業(yè)務流量感知。
在智能管控方面,多因子算路和數(shù)智化技術,賦能運力資源智管。以往主要是光纖的長度、節(jié)點等,現(xiàn)在隨著整個設備功能的加強,可以結合帶寬、時延、可靠性以及能耗、鏈路利用率、算力資源使用精準高效使用網(wǎng)絡資源,引入大數(shù)據(jù)智能分析技術,對網(wǎng)絡資源狀態(tài)和使用狀況進行歷史分析和預測。
而數(shù)智化助力全光運力安全運轉則通過引入AI建模和大數(shù)據(jù)分析技術使得業(yè)務和網(wǎng)絡質量的實時可視、可預測、可迫溯同溝同纜風險識別,光纜健康度狀況主動預測;光纖啞資源狀態(tài)可識別可預測識別光纜啞資源狀態(tài),故障提前處理,提升光纜網(wǎng)可靠性,助力全光運力安全運轉。
在綠色節(jié)能方面,網(wǎng)絡級節(jié)能、機房級節(jié)能和設備級節(jié)能三級網(wǎng)絡節(jié)能技術使能全光運力綠色運轉。
協(xié)同推進全光運力產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展
張海懿建議建議協(xié)同創(chuàng)新,推動全光產(chǎn)業(yè)和數(shù)字經(jīng)濟高質量發(fā)展。產(chǎn)業(yè)各方應以數(shù)字經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉型需求為指引和方向,凝心聚力、共同行動,在基礎設施布局、核心技術研發(fā)、行業(yè)應用挖掘、質量監(jiān)測評估等協(xié)同推進,推動全光運力產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展,助力數(shù)字經(jīng)濟高質量發(fā)展:
一,夯實全光運力基礎設施布局。加快以OTN等為代表的光通信基礎設施建設,引導全光運力建設布局,推動光網(wǎng)絡設施綠化升級。
二,推動核心技術創(chuàng)新研發(fā)。推動超大帶寬、泛在接入、靈活感知、網(wǎng)絡協(xié)同、節(jié)能等關鍵技術攻關,著重彌補關鍵光芯片期間模塊短板。
三,豐富全光運力的行業(yè)應用。挖掘全光運力在智慧城市、智慧醫(yī)療等場景的融合行業(yè)應用,引導產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同創(chuàng)新。
四,完善質量監(jiān)測評價體系。持續(xù)完善全光運力評估體系,推動構建全光運力技術創(chuàng)新應用公共服務平臺,全光運力服務質量監(jiān)測體系。