干線光通信發(fā)展趨勢與思考，韋樂平今年又帶來哪些純干貨？

8月26日消息（李明）一年一度的中國光網(wǎng)絡(luò)研討會并未如期而至，而是因為眾所周知的特殊原因推遲到本周才得以舉行。但遲到總比不來好！每年的會議業(yè)界都期待從韋樂平口中獲得光通信產(chǎn)業(yè)最新的發(fā)展現(xiàn)狀、面臨的問題以及未來發(fā)展趨勢。

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

“容量危機”終將出現(xiàn)

在韋樂平看來，全光網(wǎng)最大的驅(qū)動力便是容量，容量的需求和提升是永無止境的。

十年前，有人預(yù)計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，可能出現(xiàn)容量危機，但十年后這個預(yù)測并沒有成真。韋樂平認為“容量危機”沒有出現(xiàn)主要有三方面原因：

一是需求側(cè)放緩。全球互聯(lián)網(wǎng)流量的增速從原來預(yù)期的40%降至24%，緩解了網(wǎng)絡(luò)擴容壓力。

二是供給側(cè)進步。DWDM方向——首先從目前的C波段80波可以以很小的成本代價擴展至C波段96波，取得20%的擴容增益；同時進一步擴展至超寬帶C波段120波，乃至C+L波段的192波并沒有不可逾越的技術(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)改進尚需要有經(jīng)濟可行性的支撐、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公里擴展至1000公里以上，符合干線應(yīng)用要求。

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

中國電信傳送網(wǎng)最大鏈路容量趨勢來看：2008-2018年實際傳送網(wǎng)最大鏈路容量年均增長42%；2018年-2023年的增長率仍然可能達到18%；2019年最大容量突破100Tb/s，2023年最大容量突破200Tb/s。

而從中國電信傳送網(wǎng)最大節(jié)點容量趨勢來看，2008-2018年實際傳送網(wǎng)最大節(jié)點容量年均增長40%；2018-2023年的增長率仍然可能達到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)點的容量演進來看，2017年20維WSS，2019年32維WSS，2023年有可能做出64維WSS。

韋樂平認為“容量危機”終將出現(xiàn)：首先，從擴容路徑的全視圖來看，光通信擴容的基本維度資源包括幅度、相位、頻率/波長、偏振、時間、空域留個維度，前面所說的WDM維度的擴展和TDM維度的技術(shù)選擇進展終究潛力有限，難以應(yīng)對長期容量壓力；其次，目前唯一未被充分開發(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)來擴容；同時，中長期來看，使用更多光纖、特別是路由光纖緊缺區(qū)域；此外，長期來看，開發(fā)多芯少模光纖乃至角動量復用技術(shù)，但仍在早期研究階段，其經(jīng)濟性也不清楚，還有應(yīng)用層面的容量節(jié)制和編碼進步依然是必須的。

五個維度建好全光網(wǎng)

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

第一，需要降低全光網(wǎng)的恢復時間。目前全光網(wǎng)恢復時間幾分鐘，希望降至10秒級乃至秒級。降低網(wǎng)絡(luò)恢復時間的思路大致分為四種：一是要根據(jù)業(yè)務(wù)價值實施業(yè)務(wù)分級，確保高價值業(yè)務(wù)的恢復時間，甚至可以提前下發(fā)保護路由鏈路表；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沖突，減少恢復時間；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，減低時延，SDN還可根據(jù)上報鏈路情況，獲取時延最短業(yè)務(wù)路徑；四是引入ML，實現(xiàn)光性能劣化、光纖或設(shè)備故障的預(yù)測，節(jié)省業(yè)務(wù)調(diào)測和恢復時間乃至主動重路由。

第二，需要降低全光網(wǎng)的成本。ROADM能否進一步向網(wǎng)絡(luò)邊緣擴展的關(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。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”，接口開放和標準化，數(shù)據(jù)面互操作，從而推動光網(wǎng)絡(luò)的開放生態(tài)；規(guī)范統(tǒng)一F5G方面，為獲取全球蜂窩那樣的巨大經(jīng)濟規(guī)模好處，減少碎片化私有規(guī)范，有必要規(guī)范一個具有統(tǒng)一定義、架構(gòu)、功能、容量和性能的F5G。

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

第四，全光網(wǎng)也要邁向開放生態(tài)。為了應(yīng)對日益嚴峻的行業(yè)發(fā)展乏力、外部競爭壓力增大的局面，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。雖然目前對于開放無線接入網(wǎng)業(yè)界還存在一定爭議，但在韋樂平看來：“從無線接入網(wǎng)開始，網(wǎng)絡(luò)的各個領(lǐng)域都將逐步走向開放，接口標準化、軟硬件解耦、硬件白盒化、軟件開源化，基于全光的傳送網(wǎng)也不會例外，全光網(wǎng)也要邁向開放生態(tài)。”例如，AT&T開通全球首個ROADM商用化白盒系統(tǒng)，2019年實現(xiàn)了從亞特蘭大到達拉斯，全長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。

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

中國電信全光骨干網(wǎng)2.0覆蓋和規(guī)模全球最大

全光網(wǎng)建設(shè)方面，中國電信一直走得比較快。

談及中國電信全光骨干網(wǎng)2.0的進展，韋樂平介紹說：中國電信全光骨干網(wǎng)2.0覆蓋和規(guī)模全球最大：五大區(qū)域，系統(tǒng)總長22萬公里，470個ROADM節(jié)點，2357個OA節(jié)點，網(wǎng)絡(luò)總?cè)萘?90T；5039條100G，區(qū)域WSON控制，恢復時間小于2分鐘；基于20維WSS的CD主導；光層直達，時延最小。

韋樂平還展望了未來中國電信全光骨干網(wǎng)2.0的目標：分鐘級分發(fā)、秒級優(yōu)先恢復、30毫秒時延，拓撲自動發(fā)現(xiàn)和選路。

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