光网支撑产业转型 F5G赋能产业发展

2020-10-16 来源:中国工程院院士 邬贺铨

当前,固网正迈入以10Gbit/s PONWi-Fi 6200Gbit/s/400Gbit/s等技术为代表的第五代固定网络(F5G)时代,国家发展和改革委员会、工业和信息化部等有关部门也提到,在加快新基建的进程中,不可忽视新基建所包含的固定网络。F5G是产业数字化转型的使能者。

中国光网是支撑产业数字化转型的核心技术应用且部署规模处于领先水平,我们应构建良好的产业环境来发挥光网产业领先优势,凝聚共识、共同构建F5G产业环境促进多行业多领域协作发展,携手践行F5G+X场景应用并开创F5G多领域行业标准。

(1)中国光网支撑产业数字化转型

中国宽带网络发展水平显著提升,“宽带中国”战略目标已提前完成。FTTH盖全国城乡绝大部分家庭,全国所有城市基本建成“光网城市”,光纤到家的用户渗透率达到93.6%100Mbit/s以上用户渗透率88%2020年上半年千兆接入用户数是2019年年底的三倍。2020年上半年,我国光纤接入用户占宽带用户之比达到93.2%

中国在宽带方面的发展速度非常快,10Gbit/s PON网络快速部署,形成F5G发展网络基础。对自主研发这一方向,中国产业链也加快了研发速度,光缆具备全产业自主能力。我们国家培育了光通信产业,覆盖设备、芯片、半导体制造、原料、线缆、光纤预制棒和原材料。目前,国产化的核心器件基本具备自主研发能力,但自给率还需要增强。

在光纤传输系统技术与产业发展的过程中,中国企业研发的单波长800Gbit/s、最长传输距离、最高接入速率、最大容量的光交叉平台等处于国际领先水平。其中,中国企业在20202月率先发布800Gbit/s超高速光模块,大幅提升了光网络的传输性能,进一步降低了单比特传输成本;中国企业和运营商在400Gbit/s现网测试中创造了超过600km传输距离的记录;中国企业于20203月发布首款千兆智能光猫和首个智能分布式全光接入网解决方案和Liquid OTN光传送解决方案;中国企业于20202月发布集群达到384T的光交叉平台;中国空间激光通信已试验5Gbit/s星地4km1km内距离可达Tbps量级,达到国际先进水平。

未来时间里,光通信+硅光技术可以使干线单波长达到Tbit/s量级,单纤达到Pbit/s量级,长距离为100Tbit/s量级,无源光网络(PON)将达到100Gbit/s 甚至更高。

2F5G具备三大特性:全光、品质、能力

若对光网络进行分代的话,第一代是PDH系统,第二代是干线SDH系统,第三代是MSTP,第四代是OTN+GPON。现在所处的是第五代10Gbit/s PON或者100Gbit/s PON,基于移动优化的OTN和光交叉链接。过去,光通信没有严格的分代,但光纤传输系统的技术和网络一直都在不断演进。

据了解,光纤通信系统经过时分复用、波分复用、正交频分复用、偏振复用、空分/模分复用、相干通信,光纤的传输能力得到不断提高。在F5G时代,希望整个体系采用全光架构,易扩展、维护;加强服务品质,在超宽、低延时、高安、稳定度、可靠性等方面着力;面向云网协同,构建行业智能开放API标准,让F5G更加智能、网络能力可调动、可开发。还希望F5G较现在的光网络可以接入带宽扩大10倍,网络时延降低90%,稳定可靠性提高90%

现在光纤通信进入F5G时代,首先满足对超宽带、高可靠、低时延、大连接应用的需要,将向着灵活切片的高可靠、智能化的全光网发展,我们期待更多创新的技术来赋能。