中國聯(lián)通唐雄燕：構(gòu)建全光底座，實現(xiàn)“聯(lián)家+聯(lián)企+聯(lián)算”

  在今天召開的“算力時代，城域光網(wǎng)演進方向探索研討會”上，中國聯(lián)通研究院副院長、首席科學家唐雄燕表示，城域光網(wǎng)絡將向著高速、融合、開放、低成本等方向發(fā)展。城域光網(wǎng)絡核心匯聚層將逐步引入16QAM 400G WDM，邊緣接入層需要低成本的100G WDM和低成本的ROADM/WSS技術，開放的模塊化波分將成為數(shù)據(jù)中心互聯(lián)的重要手段，構(gòu)建全光錨點將助力全光綜合業(yè)務接入和一跳入云，城域網(wǎng)IP與光層的深度融合值得進一步探索。

  算力時代，城域數(shù)據(jù)中心光互聯(lián)需求增大

  眾所周知，運營商網(wǎng)絡采用分域分層方式規(guī)劃建設?？v向來看，運營商網(wǎng)絡分為光傳送，IP承載，接入(移動接入+固定接入)，數(shù)據(jù)中心與云，核心網(wǎng)與業(yè)務平臺;橫向來看，包括骨干+城域核心匯聚+邊緣接入，各層設備在數(shù)量上呈金字塔結(jié)構(gòu)，骨干網(wǎng)設備需要滿足長距離大容量的高要求，但數(shù)量少，而城域網(wǎng)設備數(shù)量多，但對成本更加敏感。

  唐雄燕指出，隨著算力時代的到來，城域的數(shù)據(jù)中心越來越多，城域光互聯(lián)的需求也在不斷增大。

  算力網(wǎng)絡的發(fā)展呈現(xiàn)兩大趨勢：一是5G驅(qū)動邊緣計算MEC發(fā)展，另一個是隨著AI的普及，算力呈現(xiàn)泛在化和多樣化的趨勢，云計算由集中走向分布，城域數(shù)據(jù)中心需求快速增長。與此同時，運營商龐大的數(shù)據(jù)機房可以改造成邊緣數(shù)據(jù)中心，這也是運營商的獨特優(yōu)勢資源。MEC部署位置由業(yè)務驅(qū)動，為滿足時延和數(shù)據(jù)安全敏感業(yè)務要求，可下沉至最接近用戶位置，這將帶來巨量的連接需求。

  “過去我們的全光網(wǎng)絡主要為了實現(xiàn)家庭和企業(yè)的連接，現(xiàn)在還要實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心算力的互聯(lián)?！碧菩垩啾硎荆袊?lián)通希望構(gòu)建一張全光底座，實現(xiàn)“聯(lián)家+聯(lián)企+聯(lián)算”。

  “聯(lián)算”要求構(gòu)建貼近用戶的全光算力錨點，實現(xiàn)時延最優(yōu);“聯(lián)企”可以實現(xiàn)大企業(yè)可靠聯(lián)接，中小企業(yè)靈活聯(lián)接;提供2M-100G全顆粒接入;實現(xiàn)硬管道隔離，達到5個9高可靠，加速工業(yè)生產(chǎn)入算，賦能行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型;“聯(lián)家”實現(xiàn)FTTR智慧家庭組網(wǎng)和OLT+ONT集成邊緣算力。

  今年我國正式啟動了“東數(shù)西算”工程，將構(gòu)建全國一體化大數(shù)據(jù)中心體系?！皷|數(shù)西算”工程包括八大樞紐節(jié)點，十大數(shù)據(jù)中心集群，對數(shù)據(jù)中心之間的連接提出了明確的時延要求。

  唐雄燕表示，中國聯(lián)通提出了支撐東數(shù)西算的全光底座目標網(wǎng)架構(gòu)，樞紐間通過OXC/ROADM構(gòu)建全光互聯(lián)，打造20ms樞紐間連接，網(wǎng)絡架構(gòu)穩(wěn)定，可向400G傳輸速率平滑演進，支持立體多平面組網(wǎng)，滿足東數(shù)西算中長期業(yè)務需求;樞紐內(nèi)通過OXC/ROADM構(gòu)建樞紐內(nèi)算力全光互聯(lián)，打造主要城市算力網(wǎng)關到樞紐內(nèi)集群5ms時延圈，網(wǎng)絡可持續(xù)向400G演進;城市內(nèi)通過增加全光錨點覆蓋，實現(xiàn)用戶到算力網(wǎng)關的一跳接入，打造城市內(nèi)1ms時延圈。

  城域光網(wǎng)絡發(fā)展呈現(xiàn)出五大重要趨勢

  唐雄燕指出，城域光網(wǎng)絡的發(fā)展需要順從光傳送網(wǎng)絡的技術發(fā)展大勢——超高速和超大容量，光網(wǎng)絡已經(jīng)進入超100G時代。在此背景下，城域光網(wǎng)絡的發(fā)展呈現(xiàn)出五大重要趨勢。

  趨勢之一：城域光網(wǎng)絡核心匯聚層向400G演進

  400G需要使用相干技術，相干光接口向極致超強性能的長途骨干網(wǎng)應用和高集成度低功耗可插拔的城域網(wǎng)應用兩個方向發(fā)展;400G作為未來主要的線路速率，需要根據(jù)系統(tǒng)容量和傳輸距離要求選擇QPSK和16QAM調(diào)制，距離較短的城域網(wǎng)可采用16QAM調(diào)制方式，并采用可插拔光模塊，CFP2封裝可插拔400G在2022年已開始大批量發(fā)貨。

  唐雄燕表示，中國聯(lián)通高度重視400G技術在城域網(wǎng)中的應用。2022年開展了現(xiàn)網(wǎng)400G WDM應用試點，核心節(jié)點間采用400G+OXC傳輸，支持6個ROADM/OXC節(jié)點的穿通能力，并測試了傳輸設備與路由器基于400GE(LR8光模塊)的客戶側(cè)接口互聯(lián)。目前，城域網(wǎng)核心匯聚層在當前100G WDM基礎上，將逐步向400G WDM演進，建議采用頻譜效率更高、系統(tǒng)容量更大的16QAM調(diào)制方式，設備型態(tài)上會有傳統(tǒng)波分、模塊化波分等多種方式。

  “在開展400G WDM應用的同時，中國聯(lián)通近年也在研究和試驗更高速率的800G WDM系統(tǒng)?！碧菩垩嘀赋觯?00G WDM需要采用更高階的調(diào)制，如64QAM，因此傳輸距離會受限，在100多km范圍，支持2-3段的城域傳輸，且對傳輸鏈路反射要求更高。

  趨勢之二：面向數(shù)據(jù)中心互聯(lián)的城域光網(wǎng)絡走向開放解耦

  模塊化、DC化的城域開放解耦組網(wǎng)成為行業(yè)發(fā)展趨勢，全球范圍內(nèi)市場快速增長，2015-2021年間的年復合增長率(CAGR)超過100%，2022年相比2021年也有19%的年增長率。

  據(jù)唐雄燕介紹，中國聯(lián)通自2019年正式引入開放的模塊化波分設備，目前已開始規(guī)模部署，應用場景包括城域數(shù)據(jù)中心光互聯(lián)及城域組網(wǎng)等。

  開放解耦是城域光網(wǎng)絡發(fā)展的重要方向，隨著SDN技術不斷成熟和部署，網(wǎng)絡開放和解耦成為促進產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新、降低建網(wǎng)成本的重要趨勢。開放光網(wǎng)絡需要基于標準的南北向接口，運營商自研統(tǒng)一管控系統(tǒng)和協(xié)同編排器，構(gòu)建多供應商開放組網(wǎng)的全光底座，有利于繁榮產(chǎn)業(yè)生態(tài)，加速業(yè)務創(chuàng)新。

  唐雄燕指出，中國聯(lián)通的城域開放組網(wǎng)部署包括面向?qū)＞€接入的OTN-CPE設備，面向數(shù)據(jù)中心光互聯(lián)的模塊化波分設備等，已在逐步推廣應用。

  趨勢之三：城域邊緣層呼喚低成本的100G傳送和組網(wǎng)技術

  目前城區(qū)固網(wǎng)業(yè)務以光纖直驅(qū)為主，郊縣固網(wǎng)業(yè)務以縣鄉(xiāng)波分承載為主，現(xiàn)階段多為10G系統(tǒng)，未來需要逐步引入低成本100G，以適應寬帶業(yè)務不斷升速以及大客戶/5G回傳的綜合承載;縣鄉(xiāng)波分系統(tǒng)以環(huán)形結(jié)構(gòu)為主，環(huán)長主要在150km以下，距離要求不高，但對成本敏感。

  “城域低成本的100G技術多種多樣，城域邊緣層應用量大，成本敏感，需要針對城域短距應用進行優(yōu)化，實現(xiàn)低成本低功耗是關鍵。”唐雄燕表示，現(xiàn)有的城域邊緣100G接口技術主要有100G ER4/ER4 Lite接口，不支持DWDM，距離在40km/30km;100G ZR4接口，也不支持DWDM，距離在80km;100G非相干接口，支持DWDM，距離在60-100km，需要配置OA+DCM，是否可規(guī)模推廣，業(yè)內(nèi)尚未達成一致;100G相干接口，支持DWDM長距離應用，可同時向下覆蓋短距離應用，最小封裝尺寸CFP2，未來支持QSFP，但成本較高。

  唐雄燕指出，城域低成本100G波分是發(fā)展方向，目前城域低成本Nx100G相關技術標準已成熟，但產(chǎn)業(yè)鏈有待培育。當前用于骨干網(wǎng)的100G WDM設備和組網(wǎng)方案，由于價格原因，難以下沉到網(wǎng)絡邊緣。

  唐雄燕建議，針對城域應用，尤其是城域邊緣，光模塊公司和設備商應該聚焦優(yōu)化簡化DSP和光學部分，開發(fā)和提供低成本的相干100G光模塊及設備，推動DWDM技術不斷下沉。

  同時，隨著WDM下沉城域邊緣，還需要低成本低維度邊緣ROADM配合，構(gòu)建靈活動態(tài)城域光網(wǎng)絡。骨干光網(wǎng)絡已廣泛應用ROADM技術，通常采用20維甚至32維等更大維度WSS。隨著WDM技術下沉，ROADM技術也將隨之下沉，取代傳統(tǒng)的OM/OD和FOADM，但需要低成本ROADM技術。在城域邊緣層應用，低維度(4維/9維等)WSS將有較大的成本優(yōu)勢，中國聯(lián)通正聯(lián)合光迅等產(chǎn)業(yè)合作伙伴積極開發(fā)國產(chǎn)化低維度WSS技術，以降低建網(wǎng)成本。中國聯(lián)通還提出了城域池化ROADM技術及架構(gòu)創(chuàng)新方案，多個接入環(huán)共享池化ROADM板卡，以減少ROADM板卡數(shù)量和維度需求，降低匯聚站點空間與成本。

  趨勢之四：城域網(wǎng)IP與光層的協(xié)同融合不斷深化

  在SDN統(tǒng)一管控和網(wǎng)絡融合大背景下，城域網(wǎng) “IP+光”融合不斷深化，將有可能從跨域智能協(xié)同與資源統(tǒng)一編排，進一步向設備層面融合邁進。由于相干光模塊不斷小型化，已具備白光模塊相同封裝尺寸;相干光模塊將不僅僅是應用光網(wǎng)絡設備的技術，也可直接應用于IP網(wǎng)絡設備，IP與光網(wǎng)的邊界越來越模糊。

  唐雄燕指出，可插拔相干光模塊在不同專業(yè)網(wǎng)絡和設備上的應用越來越廣泛，為了便于大規(guī)模部署后的運維管理，在現(xiàn)在MSA和OIF 規(guī)范基礎上，中國聯(lián)通牽頭正在CCSA 開展《相干光模塊軟件管理接口》系列標準化工作，包括CFPx封裝和QSFP封裝，他呼吁更多光模塊、設備及用戶單位參與該標準的討論和編制!

  趨勢之五：構(gòu)建全光錨點實現(xiàn)全光綜合業(yè)務接入和一跳入云

  全光錨點是光網(wǎng)與業(yè)務的銜接點。依托全光錨點，可以穩(wěn)步推進綜合業(yè)務接入，提高資源利用率，基于PON、FTTR、G.metro、OSU、OTN和WDM等多樣化接入手段，將光網(wǎng)絡延伸至最終用戶，提供無處不在的光聯(lián)接服務，保障用戶便捷獲取和使用算力資源及應用服務。

  唐雄燕最后總結(jié)指出，城域光網(wǎng)絡是算力時代全光底座的重要組成部分。推動DWDM下沉，從長距離骨干網(wǎng)，到城域網(wǎng)核心，再到城域邊緣接入，構(gòu)建全域全光網(wǎng)絡，將為數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展奠定更加堅實的網(wǎng)絡基礎。

  城域光網(wǎng)絡將向著高速、融合、智能、開放、低成本等方向發(fā)展。城域光網(wǎng)絡核心匯聚層將逐步引入16QAM 400G WDM，邊緣接入層需要低成本的100G WDM和低成本的ROADM/WSS技術，開放的模塊化波分將成為數(shù)據(jù)中心互聯(lián)的重要手段，構(gòu)建全光錨點將助力全光綜合業(yè)務接入和一跳入云，城域網(wǎng)IP與光層的深度融合值得進一步探索。