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“以千兆光網(wǎng)為代表的F5G已進(jìn)入快車道，結(jié)合云和AI，實(shí)現(xiàn)光聯(lián)萬物，激發(fā)數(shù)字經(jīng)濟(jì)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(jì)新增長”論壇上，工業(yè)和信息化部電子科學(xué)技術(shù)委員會常務(wù)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(shè)力度，豐富應(yīng)用場景”。據(jù)悉，我國1000M及以上接入速率用戶快速增長，已達(dá)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(lǐng)域，當(dāng)前發(fā)展情況如何？千兆光網(wǎng)如何支撐運(yùn)營商云網(wǎng)融合發(fā)展?
韋樂平是通信領(lǐng)域的泰山北斗級人物，多年致力于光網(wǎng)絡(luò)研究。此次，韋樂平詳細(xì)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(xué)習(xí)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(guān)注推上一個新的高度。“十四五”規(guī)劃目標(biāo)任務(wù)指出，要“加快數(shù)字化發(fā)展，打造數(shù)字經(jīng)濟(jì)新優(yōu)勢，協(xié)同推進(jìn)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(shè)步伐”，要“推廣升級千兆光纖網(wǎng)絡(luò)”。
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(diǎn)，筆者總結(jié)如下。
第一，千兆光網(wǎng)是數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展底座。數(shù)字經(jīng)濟(jì)已是經(jīng)濟(jì)增長的主旋律，千行百業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型成為當(dāng)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(jì)發(fā)展與就業(yè)白皮書2019》，中國1.8億芯公里光纜網(wǎng)絡(luò)，支撐了31.3萬億數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。這說明，千兆光網(wǎng)的建設(shè)，對社會經(jīng)濟(jì)的帶動作用十分明顯。
具體看，數(shù)字經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展離不開以 “千兆光網(wǎng)”打造的超強(qiáng)運(yùn)力和以“云”為基礎(chǔ)的超強(qiáng)算力，兩者融合產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)將直接影響到數(shù)字經(jīng)濟(jì)的強(qiáng)度；智慧城市智能體的打造，需要超高速、高可靠的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，為千行百業(yè)的創(chuàng)新提供堅實(shí)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，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(jìn)一步走向融合發(fā)展。早在 2013年，我國就開始推動“光進(jìn)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(luò)普及率已超過98%，百兆帶寬以上用戶占比已超九成，基本實(shí)現(xiàn)了“光纖入戶、百兆進(jìn)家”。
對政府工作報告提到“千兆光網(wǎng)”，韋樂平認(rèn)為，我們可以理解千兆接入與全光網(wǎng)絡(luò)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(kuò)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(kuò)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)。”
在韋樂平看來，通過接入網(wǎng)與傳送網(wǎng)的融合，最終實(shí)現(xiàn)端到端的品質(zhì)保障，讓千兆體驗(yàn)進(jìn)入每個家庭、每個企業(yè)、每臺機(jī)器，進(jìn)而為國家的數(shù)字經(jīng)濟(jì)提供新動能。
第三，千兆光網(wǎng)受到創(chuàng)新業(yè)務(wù)需求驅(qū)動，符合光網(wǎng)演進(jìn)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(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智能家居等豐富的應(yīng)用與日俱增，家庭寬帶已經(jīng)從10Mbps向100Mbps演進(jìn)，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(jìn)。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(jìn)。
為了提升業(yè)務(wù)和應(yīng)用的價值，運(yùn)營商必須能夠提供大量的端到端的帶寬，為數(shù)字經(jīng)濟(jì)提供超強(qiáng)運(yùn)力，打造智慧城市的堅實(shí)底座，使能云端算力的最大化。“目前看，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(lǐng)域，正推進(jìn)引入線乃至房屋、桌面、終端的光纖化，在toB領(lǐng)域，也開始推進(jìn)園區(qū)、工廠和車間的光纖化。
對于我國如何實(shí)現(xiàn)千兆網(wǎng)絡(luò)的快速覆蓋普及，韋樂平強(qiáng)調(diào)了多個技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新升級關(guān)鍵，包括進(jìn)行光節(jié)點(diǎn)設(shè)備（OLT）的升級。
“OLT設(shè)備作為統(tǒng)一接入平臺，是實(shí)現(xiàn)全業(yè)務(wù)智能承載的關(guān)鍵網(wǎng)元。”韋樂平指出，業(yè)界要采用分布式架構(gòu)，轉(zhuǎn)控分離，保障業(yè)務(wù)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(wù)承載能力和網(wǎng)絡(luò)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(dāng)前在三大運(yùn)營商的接入網(wǎng)部分，10G PON是主流千兆寬帶接入技術(shù)，后續(xù)需持續(xù)升級演進(jìn)到50G PON。
我們看到，一些領(lǐng)先運(yùn)營商在優(yōu)化10G PON：一方面在城市及重點(diǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，進(jìn)行10G PON光線路終端（OLT）設(shè)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(jìn)行光分配網(wǎng)（ODN）的改造升級，促進(jìn)全光接入網(wǎng)進(jìn)一步向用戶端延伸。
當(dāng)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(yīng)用。運(yùn)營商也在大力推進(jìn)工業(yè)PON的發(fā)展。
韋樂平表示，在傳統(tǒng)工廠網(wǎng)絡(luò)中，通信協(xié)議“七國八制”，形成了信息孤島，應(yīng)用環(huán)境復(fù)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(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，具有工業(yè)應(yīng)用契合度高、國產(chǎn)化程度高、可靠性高等特點(diǎn)。
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(shí)現(xiàn)人、機(jī)、物的全面互聯(lián)，值得業(yè)界大力發(fā)展。
談及推進(jìn)未來50G PON發(fā)展，韋樂平提出業(yè)界保障10G PON網(wǎng)絡(luò)具備可持續(xù)演進(jìn)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(shí)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(yùn)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(jìn)。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(yīng)用（全光2.0），普通城域和接入網(wǎng)尚需進(jìn)一步降低成本才有望大規(guī)模應(yīng)用。”韋樂平說。
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(diǎn)（Pbit/s）、超低時延（5us/km）等特質(zhì)，決定了全光網(wǎng)是實(shí)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(shí)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(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)總?cè)萘窟_(dá)到620T。該網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)扁平，實(shí)現(xiàn)了一二級干線融合，業(yè)務(wù)配置效率大幅提升；基于20/32維OXC的全光交換調(diào)度，實(shí)現(xiàn)了端到端光層直達(dá)，時延最低；啟用WSON光層恢復(fù)和動態(tài)重路由，恢復(fù)時間分鐘級。
韋樂平介紹，中國電信建設(shè)的我國首張骨干ROADM網(wǎng)（長江中下游），自運(yùn)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(wù)配置效率大幅提升，時延低，光波長可一跳直達(dá)。
談及全光網(wǎng)2.0整體發(fā)展情況，韋樂平認(rèn)為，目前CTC骨干傳送網(wǎng)從點(diǎn)到點(diǎn)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(dāng)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(biāo)還差很遠(yuǎn)，而50G PON也面臨功率預(yù)算、色散代價補(bǔ)償?shù)确矫娴募夹g(shù)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(guān)：一方面達(dá)成千兆寬帶、全光網(wǎng)絡(luò)、云網(wǎng)融合等目標(biāo)，構(gòu)筑高品質(zhì)的通信基礎(chǔ)設(shè)施，另一方面服務(wù)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(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
