未来的十大黄金行业(世界发展的三大趋势)

　　

　　

　　在6月16日举行的“2021中国光网络研讨会”上，工信部通信科技委员会常务副主任、中国电信集团公司科技委员会主任魏乐平在主题，发表演讲，分享了全光网络发展的十大趋势。

　　

　　

　　

　　趋势一

　　

　　

　　

　　全光网络

　　

　　

　　

　　从需求方面，魏乐平提出微处理器从单核发展到万亿级的千核计算；超级计算机的容量在十年内增长了几千倍，预计到2025年达到每秒1000亿次；视频是第一推动力，流量接近网络的2/3。AR/VR会增加容量需求；物联网的超强感知和响应高端机器需要更多高速速率带宽和低延迟连接；此外，还提出了其他新的应用需求，如低延迟/抖动、确定性和高可用性。

　　

　　

　　

　　在供应方面，传输链路的光纤接近100%，接入网的光纤达到93%，标志的全光传输和接入(全光网络1.0阶段)即将结束。网络中继传输交换节点的光化学即将完成，正向城域接入网的拓展迈进。总的来说，全网的光化学正在从1.0阶段走向2.0阶段，这确实是全光化学的一个新阶段。

　　

　　

　　

　　趋势2

　　

　　

　　

　　高容量全光网络传输链路

　　

　　

　　

　　魏乐平主要介绍了DWDM和时分复用。密集波分复用的主要方向是以较小的成本和技术改造，将传统的C波段80波扩展到C波段96波和扩展的C波段120波，分别可以获得20%和50%的扩展增益。目前最新趋势是C波段扩展120波加L段120波，共240波，扩展增益预计高达200%。主要挑战是平衡奈奎斯特滤波器补偿和放大器性能TDM方向，主要采用新型ODSP，基于130G波特率的QPSK单波400Gbps传输距离可从600 km扩展到1500km(2023年后)，覆盖99%的干线复用段距离。

　　

　　

　　

　　趋势3

　　

　　

　　

　　全光网络中交换节点的高容量

　　

　　

　　

　　魏乐平表示，目前基于波长交换的扩展趋势主要是20维。32维ROADM的300T可以满足目前最大节点容量的需求。64维ROADM的600T可以满足2023年最大节点容量的需求。传统的基于物理隔离的多光纤空分复用交换方法，阻塞率低，增长慢，光透明性好，扩容潜力大。因此，在近中期，节点容量可以继续依靠波长切换模式下的ROADM扩展；从中长期来看，节点和链路将不得不依靠multi-光纤空分复用和交换技术。

　　

　　

　　

　　趋势4

　　

　　

　　

　　全光网络恢复时间的连续优化

　　

　　

　　

　　主要包括硬件和软件层面的优化。硬件层面，魏乐平表示，典型的WSS切换时间在1秒左右，提升空间不大；OTU转换时间的关键是激光波长的转换。通过实验室控制和算法优化，OTU的切换时间可以缩短到3秒以内。

　　

　　

　　

　　在软件层面，引入“集中式路由计算分布式控制”代替“分布式计算分布式控制”，可以避免波长、中继和路由之间的冲突，减少恢复时间。通过PCE和SDN的全网拓扑抽象，可以将CPU空闲时间用于故障恢复预计算，从而减少路由恢复的计算时间。引入机器学习来预测光性能退化、光纤或设备故障，节省服务调试和恢复时间，甚至实现主动重路由，大大减少恢复时间。

　　

　　

　　

　　趋势5

　　

　　

　　

　　全光网络的云化

　　

　　

　　

　　IDC预测，到2025年，中国90%以上的应用将迁移到云，DC将完全被云覆盖。作为支撑应用，云化最大的推动力是网络随云而动。除了高实时性、高灵敏度和本地应用，网络的所有领域都将完全云化。

　　

　　

　　

　　此外，传统的封闭刚性网络本身也在发展

　　

　　

　　

　　值得注意的是，引入SDN实现全光网络的软件是云实现的前提。因为拥有SDN意味着全光网络的软硬件解耦，连接和功能只能由软件灵活确定，这将有利于后续向云、智能和服务，的演进，实现自动化和智能，快速的网络和服务的部署和持续演进、升级和创新

　　

　　

　　

　　趋势6

　　

　　

　　

　　全光网络的智能

　　

　　

　　

　　魏乐平指出，集中管控的SDN可以大大提高运维效率，但光路/拆除的建立依赖人工指令，难以实现主动网络重构和主动运维。

　　

　　

　　

　　认知光网络是智能全光网络的典型例子之一。con是基于机器学习的新一代智能光网络，可以感知、理解和学习自动外部环境实时调整网络配置和智能以适应外部环境的变化，其核心是认知决策系统，负责传输需求和网络事件。控制和管理系统负责与控制和传播相关的信令。它不仅可以用于自动，优化，光网络、配置，它还可以通过快速故障检测和定位、实时光路性能监控和质量预判、自动优化传输参数、流量预测和路由规划、故障根源查找和光层恢复时间来提高全光网络的整体质量。

　　

　　

　　

　　趋势7

　　

　　

　　

　　全光网络的开放性

　　

　　

　　

　　为了应对行业发展乏力的严峻形势，借鉴信息产业的发展经验和引入SDN/NFV/云的机遇，通过层间解耦功能、降低成本、打造开放产业，保持可持续发展已成为电信行业的关键和共识。魏乐平表示，SDN是指网络软硬件解耦，网络开放的基础是网络功能，此外，从无线接入网开始，网络的各个领域都在逐步开放，如接口标准，软硬件解耦、光电解耦、硬件白盒、软件开源等。全光网络也不例外，只是快速发展的领域之一。魏乐平还提到，开通步骤主要包括开通光线路系统，开通光交换节点、开通功能闭塞等。

　　

　　

　　

　　趋势8

　　

　　

　　

　　无处不在的全光网络

　　

　　

　　

　　因为需求方应该

　　

用的持续发展和供给侧设备成本的持续下降，全光网正开始向网络边缘扩展，迈向端到端的泛在化全光网络。韦乐平提到，网络传送侧和网络接入侧都在发生变化。他提出，全光网的长远目标是成为像电插座般无处不在的光插座。

　　

　　　　趋势九

　　

　　　　全光网成本的优化

　　

　　　　在网络传送侧，关键是技术创新和规模经济。在物理层创新是去掉网络边缘不必要的功能和放松不必要的严酷温度要求等；研发新一代光交换器件。在网络层则是走向SDN控制的、软硬件解耦和光电解耦的“灰盒”乃至“白盒”系统，推动全光网生态的开放和繁荣。在架构上要结合边缘云的部署引入融合承载的新型城域网架构。同时还要实现边缘DCI等设备的IT化，包括架构开放、接口标准、软硬解耦、光电解耦、协议减少、软件开源、灰盒/白盒、可管可控等。

　　

　　　　在网络接入侧，关键依然是技术创新和规模经济。类似的思路和不同的具体创新技术，高度敏感的成本是挑战。最后，还要规范统一的F5G 。

　　

　　　　趋势十

　　

　　　　全光接入与5G/6G的统筹发展

　　

　　　　全光网既是5G/6G的最佳承载，其光接入段又是5G/6G的竞争者，两者唯有统筹协同，各取所长，不可偏废。

　　

　　　　韦乐平从以下几方面进行了详解。业务应用方面，5G/6G侧重中小屏幕、中等带宽和质量的数据业务和短视频，光接入侧重大屏幕、高带宽和高质量的数据业务和视频。商业模式方面，光接入对流量不敏感，通常采用包月制，5G/6G对流量敏感，侧重流量受限的阶梯流量制。5G侧重50Mb/s以下速率更经济，千兆光接入网对速率不敏感，侧重50Mb/s以上速率。固移融合，将从传统并不成功的固移融合（FMC）逐步迈向5GC单栈协议下的有线无线融合（WWC）新阶段。产业互联网场景，两者应分别侧重和聚焦移动和固定场景，不打乱仗。

　　

　　　　作者：甄清岚

　　

　　　　责编/版式：范范

　　

　　　　校对：舒文琼

　　

　　　　审核：申晴

　　

　　　　监制：刘启诚