2016年光網(wǎng)絡(luò)趨勢(shì)

Ovum智能網(wǎng)絡(luò)首席分析師│Ron Kline本刊編輯部編譯

2016年光網(wǎng)絡(luò)趨勢(shì)

Ovum智能網(wǎng)絡(luò)首席分析師│Ron Kline本刊編輯部編譯

在光通信領(lǐng)域，光傳輸容量每4年就增長10倍。100G技術(shù)于2010年首次部署于現(xiàn)網(wǎng)，目前200G技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入總體部署階段，接下來即將部署的是單載波400G技術(shù)。

2016年，運(yùn)營商加快了云計(jì)算的落地，面向市場推出了云服務(wù)并加速完善云服務(wù)能力，加快了電信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)生態(tài)系統(tǒng)的升級(jí)改造，這對(duì)于支撐骨干網(wǎng)大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)備商而言，也是直接的市場影響，主要體現(xiàn)在：骨干網(wǎng)傳輸設(shè)備的設(shè)計(jì)與以前相比已產(chǎn)生變化；日益增長的數(shù)據(jù)流量促使網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)不斷加強(qiáng)和提升；未來的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供商市場競爭更加激烈。

光網(wǎng)絡(luò)市場發(fā)展關(guān)鍵

● 趨勢(shì)1：網(wǎng)絡(luò)上流量的快速增長和大流量業(yè)務(wù)的激增，使傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)模式已經(jīng)無法適應(yīng)，并且電信服務(wù)提供商和OTT企業(yè)對(duì)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的變化有著不同看法。

● 趨勢(shì)2：在光通信領(lǐng)域，光傳輸容量每4年就增長10倍。100G技術(shù)于2010年首次部署于現(xiàn)網(wǎng)，目前200G技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入總體部署階段，接下來即將部署的是單載波400G技術(shù)。

● 趨勢(shì)3：光通信市場的主導(dǎo)權(quán)越來越集中于少數(shù)幾家全球供應(yīng)商手中，競爭越來越激烈。

網(wǎng)絡(luò)流量的變化和激增

不可否認(rèn)，網(wǎng)絡(luò)流量已經(jīng)成為影響光網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的最大因素，未來10年網(wǎng)絡(luò)流量仍將呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長。在全球范圍內(nèi)，未來5年來自全部消費(fèi)者移動(dòng)終端和固定寬帶的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量復(fù)合年增長率(CAGR)將達(dá)到25%，2020年數(shù)據(jù)量將超過100萬PB。

基礎(chǔ)應(yīng)用使用體驗(yàn)的好快主要依賴于兩個(gè)方面：一是最終用戶與數(shù)據(jù)中心之間（通常稱為南-北向）光纖網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)通性，二是取決于托管于數(shù)據(jù)中心內(nèi)部不同應(yīng)用之間（通常稱為東-西向）的網(wǎng)絡(luò)連通性。只有當(dāng)這兩方面網(wǎng)絡(luò)能力都足夠強(qiáng)大時(shí)，數(shù)據(jù)中心之間的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)才能滿足較高容量需求的流量增長。除此之外，內(nèi)容提供商還面臨著加密視頻不斷激增的困境，這些加密視頻甚至無法被監(jiān)控、緩存和優(yōu)化，因此，內(nèi)容提供商目前惟一能做的就是不斷增加他們的容量。

可以看到，目前云計(jì)算服務(wù)正在成為光網(wǎng)絡(luò)改造與升級(jí)的最大驅(qū)動(dòng)力，這也同時(shí)增加了消費(fèi)者和商業(yè)用戶使用在線應(yīng)用程序、服務(wù)和工具(即non-telco服務(wù))的幾率，通過云計(jì)算來完場商業(yè)交付。據(jù)OVUM最新企業(yè)調(diào)查顯示，截至2015年底已有70%的企業(yè)使用或計(jì)劃使用云基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)。

此外，物聯(lián)網(wǎng)的增長也將對(duì)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生巨大影響。物聯(lián)網(wǎng)將進(jìn)一步增加終端節(jié)點(diǎn)和最終流量的數(shù)量級(jí)。OVUM的相關(guān)預(yù)測數(shù)據(jù)顯示，2019年底全球M2M連接數(shù)僅在移動(dòng)終端方面就將達(dá)到5.29億，并以年復(fù)合成長率（CAGR）17%的速度增長。思科、愛立信、華為和更多的企業(yè)預(yù)測，全部物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接數(shù)在2020年將超過500億。

在驅(qū)動(dòng)程序已經(jīng)不重要的當(dāng)下，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)到5G毫無疑問將增加數(shù)據(jù)中心互連（DCI）的通信流量。LTE需要的網(wǎng)絡(luò)帶寬是3G時(shí)代的10倍，而LTE-A需要的帶寬是LTE的6倍。這些不斷增加的網(wǎng)絡(luò)容量需求和即將到來的4.5G、5G以及追求低成本驅(qū)動(dòng)的云RAN（C-RAN）、光fronthaul技術(shù)的應(yīng)用，加之運(yùn)營商的虛擬化運(yùn)行越來越多地在數(shù)據(jù)中心環(huán)境中處理，這些都進(jìn)一步加大了對(duì)DCI的需求。

同時(shí)，數(shù)據(jù)中心快速發(fā)展的另一個(gè)增長驅(qū)動(dòng)力是通信服務(wù)提供商（CSP）將越來越廣泛地應(yīng)用NFV架構(gòu)來改善網(wǎng)絡(luò)性能并完善服務(wù)能力。

最終，在日常生活中，我們所看到的改變是在消費(fèi)內(nèi)容上的徹底轉(zhuǎn)變，包括內(nèi)容的制作、發(fā)布、商業(yè)支付方式等的轉(zhuǎn)變。在任何一個(gè)晚上，Netflix和YouTube上占據(jù)通信流量50%以上的都是在線視頻，而瀏覽這些網(wǎng)站的消費(fèi)者中有62%以上也都在觀看在線視頻。總之，以4K視頻為趨勢(shì)的在線視頻已經(jīng)極大地影響了網(wǎng)絡(luò)的改變，未來8K視頻的普及將更進(jìn)一步對(duì)網(wǎng)絡(luò)升級(jí)提出新需求。

流量模式的改變

前面討論的市場趨勢(shì)對(duì)光網(wǎng)絡(luò)的演化有極具破壞性的影響。

在傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)中（從最終用戶到核心網(wǎng)絡(luò)的回路），流量模型通常都是南-北走向的。但在數(shù)據(jù)中心以外由OTT服務(wù)提供商和電信運(yùn)營商構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)，正在對(duì)流量產(chǎn)生著劇烈的影響。在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)流量大部分是由數(shù)據(jù)中心之間的機(jī)器對(duì)機(jī)器通信所產(chǎn)生的，我們稱其為東-西向流量。而通過對(duì)OTT互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容提供商（ICP）的討論表明，相比于南-北向流量的10%，東-西向流量幾乎占到了全網(wǎng)流量的90%。

網(wǎng)絡(luò)流量模式的改變是一個(gè)根本性的轉(zhuǎn)變，這也導(dǎo)致運(yùn)營商重新思考如何構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)。事實(shí)上，為了更好地支撐流量的突發(fā)、多元化和大容量傳輸，運(yùn)營商和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商更需要一個(gè)簡化的新型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)模型，把傳統(tǒng)的功能層電信網(wǎng)絡(luò)收斂到高效的平臺(tái)上，而不是使用復(fù)雜的無處不在的IP路由。

超越100G

在光傳輸領(lǐng)域一直有一個(gè)趨勢(shì)——向更高的帶寬演進(jìn)。這需要運(yùn)營商更換網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的一些關(guān)鍵要素，這一方法被認(rèn)為是節(jié)省成本和節(jié)省時(shí)間、具有很高性價(jià)比的做法。人們已經(jīng)在20世紀(jì)90年代的從2.5G到10G的演進(jìn)過程中，以及本世紀(jì)的40G部署過程中看到了這一趨勢(shì)。

和高帶寬密切相關(guān)的DSP掃清了100G部署過程中的障礙，改變了光傳輸領(lǐng)域的游戲規(guī)則。

自2010年相干100G技術(shù)引入后，全球廠商的100G線卡出貨量已超過28萬塊，此外，廠商已從2014年開始推出16QAM 200G／400G線卡，目前已出貨近3500塊。

100G傳輸時(shí)代已經(jīng)到來，市場也已開始部署基于16QAM更高速率的200G/400G技術(shù)。如圖所示，不同顏色代表了不同速率接口的市場部署量，圖中的針則表示了第四季度的總出貨量，可以看到，基于16QAM的200G和400G在出貨量中只占據(jù)一小部分，但我們預(yù)計(jì)隨著越來越多的廠商推出該產(chǎn)品、運(yùn)營商部署意愿的提升、產(chǎn)品價(jià)格的下降，200G和400G的出貨量將大幅增加。

如果條件允許，光纖網(wǎng)絡(luò)的容量將不斷增加，芯片技術(shù)歷經(jīng)30年容量越來越高、體積越來越小。然而現(xiàn)實(shí)情況并不是理想的，目前應(yīng)用于地鐵、長途傳輸網(wǎng)絡(luò)中的單個(gè)光纖仍受制于傳輸噪聲限制，無法顯著提高容量，這被稱為香農(nóng)極限。因此，提高頻譜效率、提升光纖的承載能力成為新趨勢(shì)。

光物理學(xué)家多方著手，致力于破除引入上述技術(shù)的瓶頸，包括引入新的調(diào)制格式、新類型的光纖、超級(jí)傳輸通道和空分復(fù)用技術(shù)等。

預(yù)期到2016年，基于16QAM的200G在經(jīng)過現(xiàn)場測試和早期部署階段后將進(jìn)入規(guī)模部署階段，其出貨量和市場規(guī)模將急劇增長。使用同樣DSP芯片的情況下，200G提供的帶寬是100G的兩倍。因此，盡管廠商的確收取了更高的費(fèi)用，但是其費(fèi)用不到100G費(fèi)用的兩倍。由此可見，從成本角度來看是否采用200G對(duì)于運(yùn)營商而言并不是難以抉擇的問題，尤其是在城域網(wǎng)中200G能夠提供更低的比特傳輸成本。此外，ICP已經(jīng)在城域數(shù)據(jù)中心之間的連接上開始使用該技術(shù)，在一些采用拉曼放大器的長距離傳輸和海底短距傳輸中我們也看到了200G的應(yīng)用。

運(yùn)營商在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)16QAM能力時(shí)需要犧牲一些傳輸距離。為此，光網(wǎng)絡(luò)廠商提出了新的8QAM調(diào)制技術(shù)，提供了一個(gè)超過100G的信道速率(通常是150G/300G雙載體），對(duì)運(yùn)營商而言，這比基于16QAM的200G和400G實(shí)現(xiàn)起來更為容易。

光技術(shù)在不斷推陳出新，下一步單載波400G技術(shù)將得到發(fā)展。部分元器件廠商已經(jīng)推出了新的調(diào)制技術(shù)、接收機(jī)和窄激光技術(shù)，以此支持400G技術(shù)的推廣。我們期待DSP系統(tǒng)廠商開發(fā)的下一代產(chǎn)品也將支持400G，未來單通道400G有望降低成本（雙通道系統(tǒng)都需要激光器和接收器），同時(shí)提供更好的頻譜效率。

圖 2014年第四季度到2015年第三季度，10G/40G/100G/200G線卡發(fā)貨量（來源于：Ovum）

編輯｜刁興玲 diaoxingling@bixintong.com.cn