全光網絡化是大勢

毫無疑問，我們正在進入一個萬物互聯的世界，而全光纖網絡能夠確保基礎設施可以根據需要不斷升級。全光網絡的話題，我們之前多次討論過。現在業內提出2.0概念，是將云網協同賦予光網絡更多的內涵，例如具備架構扁平化、調度全光化、運維智能化的特征。實際上，5G是無線的云化的網絡，云和網（固網）協同是未來當然的發展方向。所以，在5G時代討論全光化網絡顯得尤其必要。

光纖，是未來的通道

之前我們討論過多次，在智能化全面鋪開的新形態互聯網時代（普遍的估計，是從2020年開始），無論是工廠還是辦公室樓宇，全都在向成本節約、環境保護和高效能源利用的智能化方向發展。而隨著智能化水平的提升，配套的網絡基礎設施也必須趕上步伐。

以往，標準的網絡設施用的都是銅，就能滿足租戶的帶寬和服務需求了。然而，如今的科技發展步伐已經遠超銅纜基礎設施所能支持的水平。而如果對銅纜基礎設施進行升級，不但成本過高，而且會陷入一個令人煩惱不已的、推倒重來的循環。銅不僅體積龐大，且需要安裝冷卻系統，導致可用空間進一步減少，維護成本增加。雖然銅網絡前期成本較低，但最終會在維護、更換和租戶滿意度方面產生高昂的成本。

同時，銅線體積較大，最初設計通過電脈沖傳輸語音通話數據。由于容易受到諸如溫度和電磁波動等環境因素的干擾，銅纜在兩公里的距離內傳輸質量下降得很快。盡管銅纜體積很大，但其張力公差很低。最令人擔憂的是，銅纜能夠傳輸電力，而且易被竊聽，由此導致網絡整體癱瘓。如果缺乏有效的監測技術，受到損壞或磨損的銅纜可能會完全短路，甚至引發火災。

作為銅的更有效升級替代品，光纖基礎設施可提供近乎無限的帶寬容量和高度可擴展的系統，確保樓宇能夠滿足租戶在未來多年對服務和應用的需求。從長遠來看，選擇光纖基礎設施不僅能夠節約成本，而且隨著技術和應用需求的發展，能夠確保樓宇為租戶提供未來所需的連通性。

所以，這里已經把"光網"的這個"光"顯出優越性了。作為一種傳輸介質，光纖具有巨大的優勢，在不同信號傳輸數量和信息編碼或調制速度方面，光纖擁有較高的總帶寬潛力。所以我們說，光纖是國家電網絡的核心所在。無論是WiFi、4G還是DSL，世界上大部分的互聯網流量最終都是通過光纜傳輸的。

更直接地講，要想了解光纜的優良品質，我們必須首先清楚光纜中每一根細至頭發絲狀的光纖，在制造過程中的所需要達到精確度。為了使光纜在遠距離傳輸過程中不丟失任何編碼信息，每根光纖都必須極其純凈、清晰。為了達到如此高標準的清晰度，制造商必須嚴格監控制造過程的方方面面，因為密度上的任何細微差異都會引起光散射現象，導致信號丟失。

盡管光纖的優勢非常顯著，但出于對復雜性和高昂成本的擔憂，許多網絡所有者遲遲不愿意采用。兩者相比，銅纜的成本并不比全光纖網絡低多少。雖然光纜的初始安裝成本可能高于銅纜，但光纖的耐久性和可靠性可以降低總擁有成本（TCO）。此外，隨著科技的發展，光纜和相關組件的成本還將持續下降。

銅纜向光纖的遷移其實并不困難，因為有專門的光纖收發器，可以實現從舊有的銅纜系統向光纖基礎設施的無縫迀移，且不會導致現有系統中斷。根據網絡類型、鏈路速度和距離的要求，有多種規格的光纖收發器可供選擇。此外，在過渡過程中，光纜也可與現有硬件兼容，無需進行大規模調整，亦不會增加額外費用。

更重要的是，光纖在全球5G的發展中起著主導作用。雖然5G是無線網絡，但它們幾乎完全回傳到光纖網絡。因此，各大運營商正在向5G基站部署非常龐大的新光纜，以便處理5G預期的所有網絡流量。

光網的扁平化特質

架構扁平化主要體現在，骨干網一二干融合;城域WDM/OTN下沉到邊緣;以及需要光層直達，減少電再生及L2/L3層處理，從而實現端到端毫秒級低時延。對于城域WDM/OTN下沉到邊緣，李俊杰表示，光纖直驅方式存在消耗光纖、距離受限、成本高、保護及OAM能力弱等問題，因而WDM/OTN下沉到接入匯聚點（即綜合業務局站）是綜合業務承載的發展趨勢。

在低成本WDM的速率選擇和技術路線方面，業內的觀點在于：對100G速率，優先相干技術路線，DWDM，引領產業鏈成熟和降成本，目標<1000美元/100G;對于25G/50G速率，只關注非相干技術路線，重點關注PAM4調制，積極引領產業鏈成熟。

所以，專家建議這兩年可考慮引入低成本25G/50G?CWDM/LWDM應用，遠期看好低成本100G相干。與此同時，波長可調諧激光器已經成為制約DWDM技術下沉應用的主要成本壁壘，亟需國產化突破。

而對于運行維護的智能化，開放的光網絡則更有必要性。端到端智能管控，"可視可管"能力開放，實現全網統一智能管控及網絡能力開放，與此同時基于大數據和AI實現智慧化網絡運營。這種格局的產生，主要體現在光網絡的開放和分解兩方面。開放主要是實現縱向的、控制平面和數據平面的解耦;分解主要是實現橫向的、數據平面硬件之間的解耦。

如此一來，軟件化定義光網絡（SDON）就變得很必要了。實際上，將軟件定義網絡（SDN）技術和傳送網絡技術相結合，自從出現以來就成為傳送網管控領域的研究熱點。目前，SDON已經在分組傳送網絡（PTN）以及光傳送網（OTN）中有了諸多應用，在網絡管控架構、信息模型、南北向接口等方面形成了一系列標準。隨著5G時代的到來以及云化專線等應用需求的出現，傳送網管控系統和上層業務協同編排的交互聯動需求更加明確和強烈，協同管控、統一管控、網絡切片管控和智能運維成為新的研究熱點。而這正是下一個章節要談的重點。

軟件化定義光網絡是個熱點話題

目前，SDON國際和國內標準化體系已基本完善。而在國際標準化方面，ITU-T、ONF、IETF等國際標準化組織針對SDON的標準化工作已經基本完成，當前聚焦5G管控技術的研究以及傳送網相關信息模型的完善工作。

應該這么理解，隨著5G時代的到來以及云網協同等應用需求的出現，軟件定義光網絡出現了一些新的研究熱點，包括統一協同管控、多層網絡管控、網絡切片管控、智能運維、基于控制器的保護恢復等。

無論是統一管控成為SDON控制器部署的主流方案，還是SDON需要應對多層網絡管控挑戰，這一切都是為了支持網絡平滑演進，保護既有網絡投資，同時使得網絡控制器的控制功能和傳統的管理功能具備一致的用戶體驗，運營商網絡存在統一管控的需求。

業內觀點認為，下一代傳送網支持多個網絡層次，軟件定義光網絡相應需要具備多層、多域的網絡管控功能。多層多域的網絡管控可采用統一的多層管控網絡模型，通過對模型的裁剪和擴展來實現。此外，傳送網管控系統還應具備多層網絡資源的規劃和優化功能，實現多層網絡資源的最優配置。

顯然，5G承載網絡切片需求逐步明確，即針對eMBB、uRLLC、mMTC等不同的業務類型提供不同的網絡切片。與此相應，網絡切片的管控成為管控系統的重要內容。其中，由于網絡切片需要智能規劃，網絡切片管控應具備網絡規劃和優化的功能，承載網管控系統應引入新的切片規劃和優化部署功能;對于切片管控流程，自動化部署和監控是5G網絡切片的基本需求，應形成切片資源的"發現、創建、運維"的閉環流程，實現網絡切片的自動化部署和運維，承載網絡應支持手工切片功能。

而且，基于對承載網絡的大數據分析，通過引入機器學習能力，可以實現以業務為中心的智能排障、基于AI的智能故障分析和智能故障自愈、基于業務性能監測的規劃優化等智能化網絡運維能力。為了實現智能化網絡運維，在多廠商、多區域、多技術網絡環境下，應定義統一的數據模型，提取承載網絡的數據，以便進行網絡行為分析。此外，還應定義行為模型，如制定故障處理模板、流量預警模型等，指導網絡的智能運維。

后記

借光網絡分解的機會，全光網絡化是大勢已毫無疑問。隨著全球對虛擬現實、增強現實和物聯網等高帶寬技術的日益依賴，有線網絡必將面臨前所未有的壓力。有專業機構指出，要想解決該問題，必須投資發展末端光纖，或發展擁有高度集中的蜂窩基站和接入點的光纖網絡。所以，如果沒有更多的末端光纖支持，沒有全光網絡的支持，運營商將無法在2021年之前實現預期的四倍的移動數據流量増長。所以，適當的網絡規劃能夠確保網絡的靈活擴展，滿足未來網絡速度和帶寬的增長需求。況且，隨著5G時代的到來以及云化專線等應用需求的出現，軟件定義光網絡出現了諸多新的研究熱點。