全光網(wǎng)絡(luò)化是大勢

毫無疑問，我們正在進入一個萬物互聯(lián)的世界，而全光纖網(wǎng)絡(luò)能夠確?；A(chǔ)設(shè)施可以根據(jù)需要不斷升級。全光網(wǎng)絡(luò)的話題，我們之前多次討論過。現(xiàn)在業(yè)內(nèi)提出2.0概念，是將云網(wǎng)協(xié)同賦予光網(wǎng)絡(luò)更多的內(nèi)涵，例如具備架構(gòu)扁平化、調(diào)度全光化、運維智能化的特征。實際上，5G是無線的云化的網(wǎng)絡(luò)，云和網(wǎng)（固網(wǎng)）協(xié)同是未來當(dāng)然的發(fā)展方向。所以，在5G時代討論全光化網(wǎng)絡(luò)顯得尤其必要。

光纖，是未來的通道

之前我們討論過多次，在智能化全面鋪開的新形態(tài)互聯(lián)網(wǎng)時代（普遍的估計，是從2020年開始），無論是工廠還是辦公室樓宇，全都在向成本節(jié)約、環(huán)境保護和高效能源利用的智能化方向發(fā)展。而隨著智能化水平的提升，配套的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施也必須趕上步伐。

以往，標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施用的都是銅，就能滿足租戶的帶寬和服務(wù)需求了。然而，如今的科技發(fā)展步伐已經(jīng)遠超銅纜基礎(chǔ)設(shè)施所能支持的水平。而如果對銅纜基礎(chǔ)設(shè)施進行升級，不但成本過高，而且會陷入一個令人煩惱不已的、推倒重來的循環(huán)。銅不僅體積龐大，且需要安裝冷卻系統(tǒng)，導(dǎo)致可用空間進一步減少，維護成本增加。雖然銅網(wǎng)絡(luò)前期成本較低，但最終會在維護、更換和租戶滿意度方面產(chǎn)生高昂的成本。

同時，銅線體積較大，最初設(shè)計通過電脈沖傳輸語音通話數(shù)據(jù)。由于容易受到諸如溫度和電磁波動等環(huán)境因素的干擾，銅纜在兩公里的距離內(nèi)傳輸質(zhì)量下降得很快。盡管銅纜體積很大，但其張力公差很低。最令人擔(dān)憂的是，銅纜能夠傳輸電力，而且易被竊聽，由此導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)整體癱瘓。如果缺乏有效的監(jiān)測技術(shù)，受到損壞或磨損的銅纜可能會完全短路，甚至引發(fā)火災(zāi)。

作為銅的更有效升級替代品，光纖基礎(chǔ)設(shè)施可提供近乎無限的帶寬容量和高度可擴展的系統(tǒng)，確保樓宇能夠滿足租戶在未來多年對服務(wù)和應(yīng)用的需求。從長遠來看，選擇光纖基礎(chǔ)設(shè)施不僅能夠節(jié)約成本，而且隨著技術(shù)和應(yīng)用需求的發(fā)展，能夠確保樓宇為租戶提供未來所需的連通性。

所以，這里已經(jīng)把"光網(wǎng)"的這個"光"顯出優(yōu)越性了。作為一種傳輸介質(zhì)，光纖具有巨大的優(yōu)勢，在不同信號傳輸數(shù)量和信息編碼或調(diào)制速度方面，光纖擁有較高的總帶寬潛力。所以我們說，光纖是國家電網(wǎng)絡(luò)的核心所在。無論是WiFi、4G還是DSL，世界上大部分的互聯(lián)網(wǎng)流量最終都是通過光纜傳輸?shù)摹?/p>

更直接地講，要想了解光纜的優(yōu)良品質(zhì)，我們必須首先清楚光纜中每一根細至頭發(fā)絲狀的光纖，在制造過程中的所需要達到精確度。為了使光纜在遠距離傳輸過程中不丟失任何編碼信息，每根光纖都必須極其純凈、清晰。為了達到如此高標(biāo)準(zhǔn)的清晰度，制造商必須嚴(yán)格監(jiān)控制造過程的方方面面，因為密度上的任何細微差異都會引起光散射現(xiàn)象，導(dǎo)致信號丟失。

盡管光纖的優(yōu)勢非常顯著，但出于對復(fù)雜性和高昂成本的擔(dān)憂，許多網(wǎng)絡(luò)所有者遲遲不愿意采用。兩者相比，銅纜的成本并不比全光纖網(wǎng)絡(luò)低多少。雖然光纜的初始安裝成本可能高于銅纜，但光纖的耐久性和可靠性可以降低總擁有成本（TCO）。此外，隨著科技的發(fā)展，光纜和相關(guān)組件的成本還將持續(xù)下降。

銅纜向光纖的遷移其實并不困難，因為有專門的光纖收發(fā)器，可以實現(xiàn)從舊有的銅纜系統(tǒng)向光纖基礎(chǔ)設(shè)施的無縫迀移，且不會導(dǎo)致現(xiàn)有系統(tǒng)中斷。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)類型、鏈路速度和距離的要求，有多種規(guī)格的光纖收發(fā)器可供選擇。此外，在過渡過程中，光纜也可與現(xiàn)有硬件兼容，無需進行大規(guī)模調(diào)整，亦不會增加額外費用。

更重要的是，光纖在全球5G的發(fā)展中起著主導(dǎo)作用。雖然5G是無線網(wǎng)絡(luò)，但它們幾乎完全回傳到光纖網(wǎng)絡(luò)。因此，各大運營商正在向5G基站部署非常龐大的新光纜，以便處理5G預(yù)期的所有網(wǎng)絡(luò)流量。

光網(wǎng)的扁平化特質(zhì)

架構(gòu)扁平化主要體現(xiàn)在，骨干網(wǎng)一二干融合;城域WDM/OTN下沉到邊緣;以及需要光層直達，減少電再生及L2/L3層處理，從而實現(xiàn)端到端毫秒級低時延。對于城域WDM/OTN下沉到邊緣，李俊杰表示，光纖直驅(qū)方式存在消耗光纖、距離受限、成本高、保護及OAM能力弱等問題，因而WDM/OTN下沉到接入?yún)R聚點（即綜合業(yè)務(wù)局站）是綜合業(yè)務(wù)承載的發(fā)展趨勢。

在低成本W(wǎng)DM的速率選擇和技術(shù)路線方面，業(yè)內(nèi)的觀點在于：對100G速率，優(yōu)先相干技術(shù)路線，DWDM，引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)鏈成熟和降成本，目標(biāo)<1000美元/100G;對于25G/50G速率，只關(guān)注非相干技術(shù)路線，重點關(guān)注PAM4調(diào)制，積極引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)鏈成熟。

所以，專家建議這兩年可考慮引入低成本25G/50G?CWDM/LWDM應(yīng)用，遠期看好低成本100G相干。與此同時，波長可調(diào)諧激光器已經(jīng)成為制約DWDM技術(shù)下沉應(yīng)用的主要成本壁壘，亟需國產(chǎn)化突破。

而對于運行維護的智能化，開放的光網(wǎng)絡(luò)則更有必要性。端到端智能管控，"可視可管"能力開放，實現(xiàn)全網(wǎng)統(tǒng)一智能管控及網(wǎng)絡(luò)能力開放，與此同時基于大數(shù)據(jù)和AI實現(xiàn)智慧化網(wǎng)絡(luò)運營。這種格局的產(chǎn)生，主要體現(xiàn)在光網(wǎng)絡(luò)的開放和分解兩方面。開放主要是實現(xiàn)縱向的、控制平面和數(shù)據(jù)平面的解耦;分解主要是實現(xiàn)橫向的、數(shù)據(jù)平面硬件之間的解耦。

如此一來，軟件化定義光網(wǎng)絡(luò)（SDON）就變得很必要了。實際上，將軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）技術(shù)和傳送網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，自從出現(xiàn)以來就成為傳送網(wǎng)管控領(lǐng)域的研究熱點。目前，SDON已經(jīng)在分組傳送網(wǎng)絡(luò)（PTN）以及光傳送網(wǎng)（OTN）中有了諸多應(yīng)用，在網(wǎng)絡(luò)管控架構(gòu)、信息模型、南北向接口等方面形成了一系列標(biāo)準(zhǔn)。隨著5G時代的到來以及云化專線等應(yīng)用需求的出現(xiàn)，傳送網(wǎng)管控系統(tǒng)和上層業(yè)務(wù)協(xié)同編排的交互聯(lián)動需求更加明確和強烈，協(xié)同管控、統(tǒng)一管控、網(wǎng)絡(luò)切片管控和智能運維成為新的研究熱點。而這正是下一個章節(jié)要談的重點。

軟件化定義光網(wǎng)絡(luò)是個熱點話題

目前，SDON國際和國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化體系已基本完善。而在國際標(biāo)準(zhǔn)化方面，ITU-T、ONF、IETF等國際標(biāo)準(zhǔn)化組織針對SDON的標(biāo)準(zhǔn)化工作已經(jīng)基本完成，當(dāng)前聚焦5G管控技術(shù)的研究以及傳送網(wǎng)相關(guān)信息模型的完善工作。

應(yīng)該這么理解，隨著5G時代的到來以及云網(wǎng)協(xié)同等應(yīng)用需求的出現(xiàn)，軟件定義光網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)了一些新的研究熱點，包括統(tǒng)一協(xié)同管控、多層網(wǎng)絡(luò)管控、網(wǎng)絡(luò)切片管控、智能運維、基于控制器的保護恢復(fù)等。

無論是統(tǒng)一管控成為SDON控制器部署的主流方案，還是SDON需要應(yīng)對多層網(wǎng)絡(luò)管控挑戰(zhàn)，這一切都是為了支持網(wǎng)絡(luò)平滑演進，保護既有網(wǎng)絡(luò)投資，同時使得網(wǎng)絡(luò)控制器的控制功能和傳統(tǒng)的管理功能具備一致的用戶體驗，運營商網(wǎng)絡(luò)存在統(tǒng)一管控的需求。

業(yè)內(nèi)觀點認(rèn)為，下一代傳送網(wǎng)支持多個網(wǎng)絡(luò)層次，軟件定義光網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)需要具備多層、多域的網(wǎng)絡(luò)管控功能。多層多域的網(wǎng)絡(luò)管控可采用統(tǒng)一的多層管控網(wǎng)絡(luò)模型，通過對模型的裁剪和擴展來實現(xiàn)。此外，傳送網(wǎng)管控系統(tǒng)還應(yīng)具備多層網(wǎng)絡(luò)資源的規(guī)劃和優(yōu)化功能，實現(xiàn)多層網(wǎng)絡(luò)資源的最優(yōu)配置。

顯然，5G承載網(wǎng)絡(luò)切片需求逐步明確，即針對eMBB、uRLLC、mMTC等不同的業(yè)務(wù)類型提供不同的網(wǎng)絡(luò)切片。與此相應(yīng)，網(wǎng)絡(luò)切片的管控成為管控系統(tǒng)的重要內(nèi)容。其中，由于網(wǎng)絡(luò)切片需要智能規(guī)劃，網(wǎng)絡(luò)切片管控應(yīng)具備網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化的功能，承載網(wǎng)管控系統(tǒng)應(yīng)引入新的切片規(guī)劃和優(yōu)化部署功能;對于切片管控流程，自動化部署和監(jiān)控是5G網(wǎng)絡(luò)切片的基本需求，應(yīng)形成切片資源的"發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)建、運維"的閉環(huán)流程，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)切片的自動化部署和運維，承載網(wǎng)絡(luò)應(yīng)支持手工切片功能。

而且，基于對承載網(wǎng)絡(luò)的大數(shù)據(jù)分析，通過引入機器學(xué)習(xí)能力，可以實現(xiàn)以業(yè)務(wù)為中心的智能排障、基于AI的智能故障分析和智能故障自愈、基于業(yè)務(wù)性能監(jiān)測的規(guī)劃優(yōu)化等智能化網(wǎng)絡(luò)運維能力。為了實現(xiàn)智能化網(wǎng)絡(luò)運維，在多廠商、多區(qū)域、多技術(shù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，應(yīng)定義統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型，提取承載網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，以便進行網(wǎng)絡(luò)行為分析。此外，還應(yīng)定義行為模型，如制定故障處理模板、流量預(yù)警模型等，指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的智能運維。

后記

借光網(wǎng)絡(luò)分解的機會，全光網(wǎng)絡(luò)化是大勢已毫無疑問。隨著全球?qū)μ摂M現(xiàn)實、增強現(xiàn)實和物聯(lián)網(wǎng)等高帶寬技術(shù)的日益依賴，有線網(wǎng)絡(luò)必將面臨前所未有的壓力。有專業(yè)機構(gòu)指出，要想解決該問題，必須投資發(fā)展末端光纖，或發(fā)展擁有高度集中的蜂窩基站和接入點的光纖網(wǎng)絡(luò)。所以，如果沒有更多的末端光纖支持，沒有全光網(wǎng)絡(luò)的支持，運營商將無法在2021年之前實現(xiàn)預(yù)期的四倍的移動數(shù)據(jù)流量増長。所以，適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)規(guī)劃能夠確保網(wǎng)絡(luò)的靈活擴展，滿足未來網(wǎng)絡(luò)速度和帶寬的增長需求。況且，隨著5G時代的到來以及云化專線等應(yīng)用需求的出現(xiàn)，軟件定義光網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)了諸多新的研究熱點。