新一代光傳送網(wǎng)技術(shù)是怎樣的

5G是通信業(yè)乃至全社會最熱的詞。我們天天談5G，但你了解5G網(wǎng)絡(luò)的血管系統(tǒng)——光傳送網(wǎng)嗎？

5G萬物互聯(lián)時代將產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)除了在最后幾百米通過5G基站無線傳輸，剩下部分都得靠龐大的光網(wǎng)絡(luò)來承載。如果把數(shù)據(jù)比喻為“血液”，光網(wǎng)絡(luò)就是5G的“血管系統(tǒng)”。5G時代的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量成倍增長，這個“血管系統(tǒng)”將如何高效傳送“血液”？

現(xiàn)在，讓我們走進(jìn)于2020年1月8日在深圳舉行的新一代光傳送發(fā)展論壇（NGOF）2019年度大會，來看一看NGOF是如何推動這個“血管系統(tǒng)”高效運(yùn)轉(zhuǎn)的？

從“毛細(xì)血管”到“動脈”，NGOF推動新一代全光網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新

進(jìn)入5G時代，數(shù)據(jù)流量成倍增長對于網(wǎng)絡(luò)的影響可謂牽一發(fā)而動全身，對于光網(wǎng)絡(luò)而言，從邊緣接入到城域、骨干，從“毛細(xì)血管”到“動脈”，整個“血管系統(tǒng)”都需一場技術(shù)升級。

先說“毛細(xì)血管”。眾所周知，4G基站BBU和RRU之間的前傳接口（CPRI）帶寬僅為9.8Gb/s，而5G DU與AAU之間前傳接口（eCPRI）帶寬將有數(shù)倍提升。對于5G單宏站，在100MHz頻譜帶寬下需要3個25Gb/s eCPRI接口。若考慮電信和聯(lián)通共建共享，200MHz頻譜帶寬則需要6個25Gb/s eCPRI接口。

再考慮5G時代將采用DU集中的C-RAN架構(gòu)，DU通過前傳網(wǎng)絡(luò)連接多個分布的AAU，這意味著，如果按照傳統(tǒng)部署方式，5G前傳網(wǎng)絡(luò)將需要大量的光纖，對部署成本、運(yùn)維管理等方面提出了全新的挑戰(zhàn)。

為此，作為致力于光傳送網(wǎng)協(xié)同創(chuàng)新的產(chǎn)業(yè)組織，NGOF早在2017年底成立伊始就針對5G 前傳技術(shù)成立了課題組，提出了面向C-RAN 場景的25Gb/s單纖雙向（BiDi）技術(shù)方案和面向5G大集中和綜合業(yè)務(wù)承載的城域接入型DWDM（原G.metro）技術(shù)方案，并協(xié)同成員單位快速完成了標(biāo)準(zhǔn)化，推動產(chǎn)業(yè)鏈成熟。

本次NGOF年度大會還發(fā)布了《5G前傳技術(shù)及應(yīng)用白皮書》，分析了5G前傳需求，對當(dāng)前多種基于波分的前傳技術(shù)方案進(jìn)行了對比分析，提出了前傳網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與運(yùn)維方式，并指出5G前傳技術(shù)方案的選擇和應(yīng)用應(yīng)遵循固移融合、綜合承載，資源保障、適度超前，質(zhì)量保障、成本優(yōu)先，統(tǒng)一管控、界面清晰幾大原則。

針對共建共享帶來的單基站前傳帶寬翻倍的新需求，NGOF還將繼續(xù)致力于研究支持12波甚至更多波長的低成本W(wǎng)DM技術(shù)方案，進(jìn)一步推動基于25Gb/s可調(diào)諧光模塊的產(chǎn)業(yè)鏈成熟完善，協(xié)同運(yùn)營商、光模塊廠商、傳輸承載設(shè)備廠商和無線設(shè)備廠商等力量，共同解決5G前傳方案中面臨的管理維護(hù)問題。

再說說“動脈”。在網(wǎng)絡(luò)流量持續(xù)高速增長的背景下，單纖容量需要繼續(xù)提升，按照目前的發(fā)展趨勢，大量應(yīng)用于骨干網(wǎng)和城域網(wǎng)的DWDM 系統(tǒng)要從單波長100G演進(jìn)到單波長200G以及400G時代。

實(shí)現(xiàn)更高單波速率的路徑主要有：更高階的調(diào)制格式、更高的波特率以及更多的子載波。但如果采用比單波長200G更高階的調(diào)制格式實(shí)現(xiàn)單波長400G，其傳輸能力必然會有所下降;可如果希望單波長400G保持單波長 200G 的傳輸能力，需要采用更高的波特率或更多的子載波來實(shí)現(xiàn)，這兩種路徑對頻譜效率的提升都不明顯。

因此，要提升單纖容量到單波長400G時代，DWDM系統(tǒng)需要增加可用頻譜帶寬，擴(kuò)展C波段。

為此，NGOF發(fā)布了《擴(kuò)展C波段WDM系統(tǒng)技術(shù)白皮書》，從光頻譜帶寬、性能、光層、產(chǎn)業(yè)鏈成熟度、單bit成本、運(yùn)維等方面研究了擴(kuò)展C波段系統(tǒng)，對擴(kuò)展C波段所用到的關(guān)鍵部件的成熟度進(jìn)行了分析，并計劃于2020年啟動標(biāo)準(zhǔn)化工作，推動試點(diǎn)應(yīng)用，力爭在2021年實(shí)現(xiàn)商用化部署。

另外，針對大容量DWDM技術(shù)從骨干網(wǎng)向邊緣接入下沉的趨勢，在本次大會上NGOF成立了一個新的工作組——可調(diào)諧激光器特設(shè)工作組。

可調(diào)諧DWDM激光器在骨干網(wǎng)和城域核心匯聚網(wǎng)絡(luò)已大量應(yīng)用，實(shí)踐證明可以大大簡化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)維。面向未來寬帶需求不斷增加，如何推動低成本的可調(diào)諧WDM技術(shù)下沉應(yīng)用至城域邊緣接入層，是產(chǎn)業(yè)亟待解決的問題。

下一步，可調(diào)諧激光器特設(shè)工作組將以低成本可調(diào)諧WDM技術(shù)應(yīng)用需求為導(dǎo)向，重點(diǎn)針對5G前傳及專業(yè)接入等場景，以ITU-T G.698.4國際標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，制定相關(guān)技術(shù)規(guī)范，引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈。

OTN品質(zhì)專線五星指標(biāo)體系，助力運(yùn)營商B2B業(yè)務(wù)新增長

毋庸置疑，隨著企業(yè)上云以及5G賦能各行各業(yè)，政企專線業(yè)務(wù)必將是未來運(yùn)營商的主要業(yè)務(wù)增長點(diǎn)，也是5G時代2B市場的競爭焦點(diǎn)。

為此，NGOF創(chuàng)新性地提出了品質(zhì)專線的五星指標(biāo)體系，從可保證帶寬、高可用率、低時延&低抖動、業(yè)務(wù)敏捷以及在線自管理5個維度定義了高品質(zhì)專線的評價體系，并制定了5個級別的差異化SLA指標(biāo)體系，以指導(dǎo)運(yùn)營商和設(shè)備商提供差異化的專線產(chǎn)品和服務(wù)。

基于該量化的指標(biāo)衡量體系，NGOF對多種專線承載技術(shù)綜合分析，認(rèn)為分組增強(qiáng)型OTN是高品質(zhì)專線的最佳承載技術(shù)，可以有效匹配各類高價值政企客戶的高品質(zhì)體驗(yàn)需求。

NGOF云&專線工作組組長、中國信息通信研究院技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究所寬帶網(wǎng)絡(luò)研究部主任趙文玉表示，目前，國內(nèi)已經(jīng)有20+省份運(yùn)營商建設(shè)了OTN專線，同時還有大量運(yùn)營商正在籌備當(dāng)中。當(dāng)前OTN品質(zhì)專線的相關(guān)能力已經(jīng)在各個運(yùn)營商的實(shí)踐中進(jìn)行了充分體現(xiàn)，三大運(yùn)營商的品質(zhì)專線業(yè)務(wù)收入也取得了顯著增長，說明了OTN技術(shù)在品質(zhì)專線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與應(yīng)用中的天然優(yōu)勢。

面向未來，OTN技術(shù)將隨著市場需求的變化而不斷演進(jìn)，以更高的資源利用效率和更經(jīng)濟(jì)的方式為千行百業(yè)提供高品質(zhì)的連接服務(wù)。目前，面向更小顆粒度基于OSU的OTN技術(shù)已經(jīng)在中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會（CCSA）中成功立項(xiàng)，NGOF專線項(xiàng)目組也將結(jié)合該項(xiàng)技術(shù)，聚焦探索基于OSU的OTN在以下更多場景應(yīng)用方面的可能性：

更小更靈活的業(yè)務(wù)形態(tài)：Mbit/s~Gbit/s的靈活調(diào)整，不再受到傳統(tǒng)ODU0顆粒度的限制，可以匹配SDH、以太、包交換、OTN交換等已有業(yè)務(wù)種類顆粒。

更經(jīng)濟(jì)的資源利用：面向中小企業(yè)，甚至個人提供類專線品質(zhì)的服務(wù)，如靈活小帶寬、隨需隨用，帶寬無損調(diào)整，同時保留傳統(tǒng)OTN專線的諸多高品質(zhì)特性。

更低的時延：簡化數(shù)據(jù)交換機(jī)制，減少處理的業(yè)務(wù)層級數(shù)量，大幅降低設(shè)備時延，可應(yīng)用于時延敏感場景，如金融系統(tǒng)、自動駕駛、工業(yè)智能制造、大規(guī)模協(xié)同計算等領(lǐng)域。

成立僅兩年，NGOF成績斐然

以上介紹了NGOF在2019年的一些創(chuàng)新成果，但NGOF取得的成績不止這些。NGOF成立于2017年12月，發(fā)起單位包括運(yùn)營商、科研院所、設(shè)備商、模塊和器件廠商、芯片廠商、光纖光纜廠商等，其使命旨在聯(lián)合光傳送網(wǎng)全產(chǎn)業(yè)鏈，在需求分析、技術(shù)創(chuàng)新研究、標(biāo)準(zhǔn)制定、測試驗(yàn)證、試點(diǎn)應(yīng)用等領(lǐng)域充分合作，以加速推動新一代光傳送網(wǎng)技術(shù)商用落地，增強(qiáng)中國企業(yè)在光網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)的全球技術(shù)和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)導(dǎo)力。

兩年來NGOF成員單位從成立之初的14家擴(kuò)展到40家，涵蓋了光傳送網(wǎng)領(lǐng)域完整的上下游產(chǎn)業(yè)鏈;工作組從3個擴(kuò)展到6個，包括5G承載工作組、城域光模塊工作組、云&專線承載工作組、海纜通信工作組、大容量WDM傳輸工作組，以及新設(shè)立的可調(diào)諧激光器特設(shè)工作組。

在本次會上，NGOF辦公室主任、中國電信光傳輸專業(yè)首席專家李俊杰總結(jié)了NGOF在2019年取得的主要成績。過去一年來，NGOF成績斐然，發(fā)布了高品質(zhì)專線、硅基光器件、5G前傳、擴(kuò)展C波段傳輸四大白皮書，聯(lián)合推動了兩項(xiàng)新技術(shù)現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用試點(diǎn)，并協(xié)同完成了四項(xiàng)ITU-T/CCSA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和研究課題，協(xié)同推進(jìn)了四項(xiàng)ITU-T/CCSA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)。

2020年，NGOF的六大工作組將持續(xù)推進(jìn)或全新開展云及云網(wǎng)協(xié)同業(yè)務(wù)優(yōu)化承載方案、OTN新技術(shù)、品質(zhì)專線測評體系及智能運(yùn)維、城域N×25G/s WDM系統(tǒng)技術(shù)、低成本可調(diào)諧激光器、擴(kuò)展C波段傳輸技術(shù)、5G前傳技術(shù)等領(lǐng)域的技術(shù)研究、標(biāo)準(zhǔn)化工作或產(chǎn)業(yè)鏈成熟。

經(jīng)過幾十年不斷發(fā)展，我國光通信產(chǎn)業(yè)已走在世界前列，甚至在很多領(lǐng)域已走入“無人區(qū)”，前方已無領(lǐng)先的標(biāo)桿參考，更多地需要我國光通信全產(chǎn)業(yè)鏈通力合作，持續(xù)探索創(chuàng)新。相信在NGOF的推動下，我國光通信產(chǎn)業(yè)一定能在下一個通信十年再創(chuàng)輝煌。