全光综合接入,助力光云一体化

2021-03-19 来源:中国联通 王光全

新基建给光网络带来全新机遇与挑战

2020年国务院政府工作报告》中提出:“加强新型基础设施建设,发展新一代信息网络,拓展5G应用,建设数据中心,增加充电桩、换电站等设施,推广新能源汽车,激发新消费需求、助力产业升级。”

新型基础设施是数字化、网络化、智能化的基石,促使各行各业涌现出新模式、新业态和新成果。建设和普及信息基础设施,是从网络大国迈向网络强国的基本前提,只有建好信息基础设施,才能形成实力雄厚的信息经济。

在新基建浪潮下,光网络将面临全新的机会与挑战。

首先,网络云化,要求光网络架构稳定,能够输出强大“运力”。不断涌现的新型IT技术加速渗入电信行业,推动电信网络和业务升级换代,多个层面网络都在采用云化方式部署。通过光网络的稳定架构,可以应对云化带来的不确定性。

其次,业务云化,要求低时延/大带宽/硬隔离的高品质入云连接。我国目前正处于数字化进程中,疫情导致数字化加速,各行业由线下向线上加速转移,特别是办公、政务、教育、医疗等业务上云对高品质云网提出的新需求。

再者,交互类/高清视频类业务,驱动网络面向体验升级,大视频时代来临,4K/8K/VR/AR等超高清视频业务蓬勃发展,对网络体验提出更高要求。

此外,重塑管道价值,加速数字化转型。电信业务增量不增收的挑战日益明显,运营商需要重塑管道价值,才能在新ICT市场趋势下掌握更多的市场地位和话语权。

如此背景下,2020年年底,中国联通发布《云时代的全光底座白皮书》,首次提出全光底座架构和建网理念,并开展一系列创新应用实践,推动光网络朝着业务网络和基础网络发展,助力中国联通CUBE-NET3.0的网络转型。

全光底座核心在于五大关键能力,是构建和夯实CUBE-NET3.0的基础。“一是架构稳定,网络极简,大带宽,灵活易扩展;二是全光锚点,全业务的全光综合接入;三是光电协同,确定性承载,安全隔离,硬管道;四是光网络端到端分片(OTSN),一网多业务,差异化SLA服务;五是光云协同,业务灵活入云。”

G.698.4可实现全光综合承载

全光底座架构的应用主要包括基础承载、云光协同两大场景。而基于可调谐激光器的G.698.4可实现全光综合承载。

为实现全光综合接入,中国联通首次提出在城域边缘层引入DWDM,实现5G、专线等全光综合接入,从骨干网到城域核心,再到城域边缘接入,DWDM技术一脉相承,中国联通不断推动DWDM持续下沉。

一方面基于低成本波长可调谐光模块的DWDM系统容量大(6/12/20/40波等),支持OADM等组网应用,大幅提高接入光纤利用率,归一化光模块型号,简化网络建维。另一方面,业内首创提出在光模块内基于小信号调制(调顶技术)的消息通道机制,实现波长自动适配和远程管控,即插即用;目前调顶已成为前传波分基本功能,被其它波分前传方案广泛借鉴。

同时,通过技术合作创新,不断降低可调谐光模块功耗,实现绿色节能;同时通过应用引导推动可调激光器产业化和国产化,构建国内可调谐激光器产业生态,实现可调谐激光器芯片和光模块自主可控。

基于低成本可调谐DWDM技术,中国联通打造光波长级城域超宽带全光综合接入网络,实现波长即业务(λaaS)和按需升级扩展(PAYG),推动光业务网发展。

G.698.4技术方案一个重要应用场景就是移动前传。”前传采用WDM技术,多个扇区通过不同波长共享光纤资源,提高纤芯利用率,国内外运营商已达成共识,基于DWDM的前传方案在海外运营商已广泛应用。目前已有多个可调谐光模块公司提供10G25G可调谐光模块,包括窄带可调谐和宽带可调谐;已有多个设备商通过基于G.698.4标准的前传波分集采测试,且支持自研控制器直接管控。

在专线应用方面,中国联通在国内运营商中首家完成OTN/WDM-CPE(G.698.4)统一管控系统自主研发,已可管控多厂家OTN/WDM-CPE设备,并在广东、河北、江苏等地部署试商用,实现开放和解耦组网;推动主要供应商OTN-CPE设备大幅降价,极大降低建网成本;基于联通自研管控系统的OTN-CPE网络即将在全集团范围内商用部署。

 G.698.4还可以更好地应用于商务楼宇和园区场景。”它适用于商务楼宇、园区、场馆等场景,单根光纤接入,基于光波长,硬隔离,提供不同速率(10G及以下,25G)和类型的高品质连接,包括专线接入和数字室分拉远等。纯无源合分波器,可方便安装在楼宇或园区入口,无需供电,在占用很少光纤资源的前提下,快速实现商务楼宇和园区的低成本预覆盖,减少业务开通时间。

全光底座创新实践已有成效

多波段WDM融合,充分扩展光纤频率资源。

“利用C波段DWDM波道数量多容量大和O波段CWDM等共享数据中心产业链成本低的各自优势,拓展G.698.4系统应用范畴,打造接入层综合WDM系统,从而高效利用城域接入层光纤频谱资源,满足不同业务综合承载接入需求需求,提升纤芯利用率,从而提高全光综合入层的预覆盖能力。”

随着接入用户数和带宽不断快速增加,尤其是高带宽低时延的大连接,需要有更大接入能力的泛在连接网络;WDM技术是提升系统容量的重要技术,目前也在不断从核心层向边缘接入层持续下沉。

业内一直在开展面向全光综合接入的超密集波分复用(UDWDM)光传输技术研究,其通道间隔更窄、波道数量更多、传输距离较短,尤其适用于业务颗粒较小、客户数量较多、安全时延等要求较高的综合接入。

创新WDM技术,进一步增加WDM波长数。超密集波分复用技术目前仍处在研究阶段,产业链不成熟,主要挑战包括:超密集多波长光源(超连续谱切割,光频梳等),超密集复用解复用,高效光电集成,非线性均衡和高谱效调制解调等;在价格敏感海量需求的城域边缘接入层,其低成本、高性价比是技术成功的关键。

 “要快速发挥全光底座的作用,还需要通过光云一体化,实现光云联动,同开同停。”山东联通已经展开光云一体化创新实践,并取得良好成果。

“山东联通全光入云品质专线,发挥优质的OTN政企精品网全光连接优势,打造与OTT差异化云网融合能力,提供全光入云品质专线产品,云网流程合并重构,统一受理,实现云网同开同停。”

其实,山东联通的实践其实只是中国联通的全光底座的探索之一。我国当前正处于加速数字化进程中,企业办公、政务、教育、医疗等上云业务更对高品质云网提出了新需求。中国联通将聚焦云网一体,全面提升网络竞争力,与合作伙伴以及产业链共同继续努力,打造面向云时代的全光底座,为数字化转型、国家“新基建”和网络强国战略做出应有的贡献。