新一代光网络发展的八大趋势分析

当前，网络连接“数”与“算”，已成为数字经济发展的助推器。在由中国工信出版传媒集团主办，北京信通传媒·通信世界全媒体承办的“2023ICT行业趋势年会”上，中国信息通信研究院技术与标准研究所所长张海懿表示，随着新兴算力应用推动承载网络加速演进，高质量光网络作为连接用户、数据、算力和应用的桥梁，为数字经济高质量发展提供了坚实的基础保障。

进入“十四五”时期，不仅国家部门规划推进全光网络部署，三大运营商也积极布局全光网络建设，并且对未来全光网络做出相关展望。为此，中国电信在全光网2.0技术白皮书中提出建设云网融合的新型信息基础设施；中国移动推出的算力网络白皮书提出基于全光底座和统一IP承载技术；中国联通以算力时代的全光底座白皮书系统阐述全光底座发展。

张海懿讲道，新兴算力应用正推动承载网络加速演进，未来面向算力承载的光网络将呈现以下八个方面的相关趋势。

趋势一：拓扑趋优化

张海懿表示，以往运营商网络多以大区中心城市为中心，当前正围绕数据中心进一步加大连通。从全域覆盖和连通度来看，依托现有光缆网络基础设施，增加“东数西算”八大算力枢纽节点和十大国家级数据中心集群之间的光缆连通度，可以构建通达性更高的拓扑，同时优化完善枢纽节点之间的全光直达路由。

另外，布局高通达拓扑、建设低时延和高可靠的全光互联网络，不仅能够支撑“东数西算”工程，还能满足国家骨干节点之间单向时延10-20ms要求。而且利用好网络重要节点间多路由可达性，部署网络保护+动态路由恢复机制，可达成高可靠的互联互通。

趋势二：光纤新型化

当下，超低损光纤已成为超大容量光传输系统的重要支撑。三大运营商均积极围绕北京、上海、广州、武汉、成都等传输核心节点以及“东数西算”枢纽节点建设全光底座，2022年G.654.E新型超低损耗光缆部署规模近一万皮长公里。

张海懿指出，新型空分复用光纤和空芯光纤的技术创新和产业化研究也是业内积极探索的方向。空分复用光纤是提升单纤传输容量的有效路径；未来的空芯光纤有望突破通信容量、时延和损耗极限，成为进一步提升光纤通信系统性能的重要使能技术。

趋势三：高速大容量

“持续构建全覆盖、扁平化和大容量的高速全光网络，提供超大带宽和广覆盖的基础网络能力，将是光网络发展的一个主旋律。”张海懿如是说。

面向未来，骨干网将推动400Gb/s及以上速率全光传输系统应用，结合频谱扩展，构建大容量、波长灵活调度的骨干网络。城域网将持续推动OTN和ROADM规模部署，基于新一代OTN和SPN技术创新，实现高品质算力专线业务的灵活接入和硬切片带宽保障。接入网将加强50G PON核心技术攻关和满足兼容ODN 32dB功率预算的光电器件孵化，推动产业成熟度及试点应用，支撑面向服务的差异化承载。

趋势四：全光低时延

实现算力基础设施互联还需要满足低时延需求，对此，张海懿表示，可通过光电协同调度、多因子算路、时延监测优化实现协同智能管控。

其中，通过时延监测及多因子算路可满足业务端到端低时延需求；通过全光交叉调度可实现光层路由优化，降低端到端路径时延。

趋势五：融合确定性

围绕未来的确定性网络建设，张海懿表示，L0-L3应围绕不同应用在不同网络层面选择了不同的技术，这样才能够真正地实现确定性路由、确定性时延、以及确定性资源。

此外，切片技术和智能感知技术也是近年来的热点。多层面、多粒度、多场景的切片技术可支撑算网业务灵活部署和精准承载；从应用感知、切片感知、网络感知到体验感知的一系列智能感知技术可实现算网业务精细化识别和差异化承载。

趋势六：模块高集成

在绿色节能领域，如何通过高集成度达成绿色节能是未来光网络建设中的重要目标。对此，张海懿表示，随着交换芯片容量提升，数据中心光互联逐步向400G过渡；干线和城域DWDM相干光模块向400G/800G发展演进；400G/800G相干光模块标准体系仍在构建完善中，国内外标准化组织竞相开展，提出多种距离规格和技术方案；高波特率和新型光电子芯片器件成为研究重点。

不仅如此，硅光集成与CPO也将助力数据中心和算力承载可持续发展。硅光集成技术在近年来成为数据中心CPO光引擎的主要方案，而且硅光还有助于解决相干模块尺寸与成本问题。近年来，光电合封技术也逐渐受到产业关注，通过CPO将光引擎放置在靠近主机ASIC的位置，相较于以往的解决方案，可大幅减少高速电通道损耗和阻抗不连续性，能量效率也可优化40%以上。

据张海懿介绍，当前CPO相关产业也在逐步发展。国际领先厂商正在积极推出样机促进CPO技术落地，国内旭创、海信、光迅、新易盛等均在CPO领域进行技术储备。根据Yole数据，2032年CPO市场将达22亿美元，年复合年增长率65%。

趋势七：协同管控、开放解耦

光网络协同管控的重要意义在于可以实现网络资源的跨域管控和弹性调度。在跨域管控方面，通过开放南北向接口可解决大网协同管控问题，优化现有运营架构，实现光网络灵活组网和统一调度。在弹性调度方面，对于公共应急事件信息处理、数据存储灾备等场景，协同管控可按需提供弹性的网络协同服务。

当前构建以数据中心为中心的光网络需求非常迫切，所以开放解耦也成为行业非常关注的话题。目前开放线路系统已在DCI场景商用。运营商应用场景更加复杂，已开展不同规模的集采和试点部署，但距离全国大范围规模商用仍有一定距离。

据此，张海懿指出，已有的实践多围绕面向DCI需求的城域盒式波分设备、OTN专线灵活接入的接入型OTN设备、面向5G前传的波分设备展开，开放解耦在模式和标准化上依旧面临较多挑战。

趋势八：智能运维

提升光网络自智运维效能，当前光网络也引入了AI、大数据以及数字孪生等技术。据张海懿介绍，聚焦典型场景，当前光网络还通过应用驱动运维自智技术发展。

具体来看，光网络逐渐通过规划、建设、维护、优化涉及的典型场景的应用挖掘和实现，驱动网络自智技术L0->L5等级发展，实现端到端运维自智。她表示，信通院针对相关比较成熟的解决方案已经开展了评测，后续相关解决方案将在实践中得到广泛应用。

编辑：黄飞