進入“十四五”時期，不僅國家部門規(guī)劃推進全光網(wǎng)絡部署，三大運營商也積極布局全光網(wǎng)絡建設，并且對未來全光網(wǎng)絡做出相關展望。為此，中國電信在全光網(wǎng)2.0技術白皮書中提出建設云網(wǎng)融合的新型信息基礎設施;中國移動推出的算力網(wǎng)絡白皮書提出基于全光底座和統(tǒng)一IP承載技術;中國聯(lián)通以算力時代的全光底座白皮書系統(tǒng)闡述全光底座發(fā)展。
張海懿講道，新興算力應用正推動承載網(wǎng)絡加速演進，未來面向算力承載的光網(wǎng)絡將呈現(xiàn)以下八個方面的相關趨勢。
趨勢一：拓撲趨優(yōu)化
張海懿表示，以往運營商網(wǎng)絡多以大區(qū)中心城市為中心，當前正圍繞數(shù)據(jù)中心進一步加大連通。從全域覆蓋和連通度來看，依托現(xiàn)有光纜網(wǎng)絡基礎設施，增加“東數(shù)西算”八大算力樞紐節(jié)點和十大國家級數(shù)據(jù)中心集群之間的光纜連通度，可以構建通達性更高的拓撲，同時優(yōu)化完善樞紐節(jié)點之間的全光直達路由。
另外，布局高通達拓撲、建設低時延和高可靠的全光互聯(lián)網(wǎng)絡，不僅能夠支撐“東數(shù)西算”工程，還能滿足國家骨干節(jié)點之間單向時延10-20ms要求。而且利用好網(wǎng)絡重要節(jié)點間多路由可達性，部署網(wǎng)絡保護+動態(tài)路由恢復機制，可達成高可靠的互聯(lián)互通。
趨勢二：光纖新型化
當下，超低損光纖已成為超大容量光傳輸系統(tǒng)的重要支撐。三大運營商均積極圍繞北京、上海、廣州、武漢、成都等傳輸核心節(jié)點以及“東數(shù)西算”樞紐節(jié)點建設全光底座，2022年G.654.E新型超低損耗光纜部署規(guī)模近一萬皮長公里。
張海懿指出，新型空分復用光纖和空芯光纖的技術創(chuàng)新和產業(yè)化研究也是業(yè)內積極探索的方向�？辗謴陀霉饫w是提升單纖傳輸容量的有效路徑;未來的空芯光纖有望突破通信容量、時延和損耗極限，成為進一步提升光纖通信系統(tǒng)性能的重要使能技術。
趨勢三：高速大容量
“持續(xù)構建全覆蓋、扁平化和大容量的高速全光網(wǎng)絡，提供超大帶寬和廣覆蓋的基礎網(wǎng)絡能力，將是光網(wǎng)絡發(fā)展的一個主旋律。”張海懿如是說。
面向未來，骨干網(wǎng)將推動400Gb/s及以上速率全光傳輸系統(tǒng)應用，結合頻譜擴展，構建大容量、波長靈活調度的骨干網(wǎng)絡。城域網(wǎng)將持續(xù)推動OTN和ROADM規(guī)模部署，基于新一代OTN和SPN技術創(chuàng)新，實現(xiàn)高品質算力專線業(yè)務的靈活接入和硬切片帶寬保障。接入網(wǎng)將加強50G PON核心技術攻關和滿足兼容ODN 32dB功率預算的光電器件孵化，推動產業(yè)成熟度及試點應用，支撐面向服務的差異化承載。
趨勢四：全光低時延
實現(xiàn)算力基礎設施互聯(lián)還需要滿足低時延需求，對此，張海懿表示，可通過光電協(xié)同調度、多因子算路、時延監(jiān)測優(yōu)化實現(xiàn)協(xié)同智能管控。
其中，通過時延監(jiān)測及多因子算路可滿足業(yè)務端到端低時延需求;通過全光交叉調度可實現(xiàn)光層路由優(yōu)化，降低端到端路徑時延。
趨勢五：融合確定性
圍繞未來的確定性網(wǎng)絡建設，張海懿表示，L0-L3應圍繞不同應用在不同網(wǎng)絡層面選擇了不同的技術，這樣才能夠真正地實現(xiàn)確定性路由、確定性時延、以及確定性資源。
此外，切片技術和智能感知技術也是近年來的熱點。多層面、多粒度、多場景的切片技術可支撐算網(wǎng)業(yè)務靈活部署和精準承載;從應用感知、切片感知、網(wǎng)絡感知到體驗感知的一系列智能感知技術可實現(xiàn)算網(wǎng)業(yè)務精細化識別和差異化承載。
趨勢六：模塊高集成
在綠色節(jié)能領域，如何通過高集成度達成綠色節(jié)能是未來光網(wǎng)絡建設中的重要目標。對此，張海懿表示，隨著交換芯片容量提升，數(shù)據(jù)中心光互聯(lián)逐步向400G過渡;干線和城域DWDM相干光模塊向400G/800G發(fā)展演進;400G/800G相干光模塊標準體系仍在構建完善中，國內外標準化組織競相開展，提出多種距離規(guī)格和技術方案;高波特率和新型光電子芯片器件成為研究重點。
不僅如此，硅光集成與CPO也將助力數(shù)據(jù)中心和算力承載可持續(xù)發(fā)展。硅光集成技術在近年來成為數(shù)據(jù)中心CPO光引擎的主要方案，而且硅光還有助于解決相干模塊尺寸與成本問題。近年來，光電合封技術也逐漸受到產業(yè)關注，通過CPO將光引擎放置在靠近主機ASIC的位置，相較于以往的解決方案，可大幅減少高速電通道損耗和阻抗不連續(xù)性，能量效率也可優(yōu)化40%以上。
據(jù)張海懿介紹，當前CPO相關產業(yè)也在逐步發(fā)展。國際領先廠商正在積極推出樣機促進CPO技術落地，國內旭創(chuàng)、海信、光迅、新易盛等均在CPO領域進行技術儲備。根據(jù)Yole數(shù)據(jù)，2032年CPO市場將達22億美元，年復合年增長率65%。
趨勢七：協(xié)同管控、開放解耦
光網(wǎng)絡協(xié)同管控的重要意義在于可以實現(xiàn)網(wǎng)絡資源的跨域管控和彈性調度。在跨域管控方面，通過開放南北向接口可解決大網(wǎng)協(xié)同管控問題，優(yōu)化現(xiàn)有運營架構，實現(xiàn)光網(wǎng)絡靈活組網(wǎng)和統(tǒng)一調度。在彈性調度方面，對于公共應急事件信息處理、數(shù)據(jù)存儲災備等場景，協(xié)同管控可按需提供彈性的網(wǎng)絡協(xié)同服務。
當前構建以數(shù)據(jù)中心為中心的光網(wǎng)絡需求非常迫切，所以開放解耦也成為行業(yè)非常關注的話題。目前開放線路系統(tǒng)已在DCI場景商用。運營商應用場景更加復雜，已開展不同規(guī)模的集采和試點部署，但距離全國大范圍規(guī)模商用仍有一定距離。
據(jù)此，張海懿指出，已有的實踐多圍繞面向DCI需求的城域盒式波分設備、OTN專線靈活接入的接入型OTN設備、面向5G前傳的波分設備展開，開放解耦在模式和標準化上依舊面臨較多挑戰(zhàn)。
趨勢八：智能運維
提升光網(wǎng)絡自智運維效能，當前光網(wǎng)絡也引入了AI、大數(shù)據(jù)以及數(shù)字孿生等技術。據(jù)張海懿介紹，聚焦典型場景，當前光網(wǎng)絡還通過應用驅動運維自智技術發(fā)展。
具體來看，光網(wǎng)絡逐漸通過規(guī)劃、建設、維護、優(yōu)化涉及的典型場景的應用挖掘和實現(xiàn)，驅動網(wǎng)絡自智技術L0->L5等級發(fā)展，實現(xiàn)端到端運維自智。她表示，信通院針對相關比較成熟的解決方案已經開展了評測，后續(xù)相關解決方案將在實踐中得到廣泛應用。
