大家好，我是小棗君。
上周，我參加了“2021 中國光通信高質(zhì)量發(fā)展論壇”，有一些收獲與思考。特此撰文，與大家分享。
光通信的發(fā)展現(xiàn)狀
1966 年，華裔科學(xué)家高錕博士發(fā)表了那篇劃時代的經(jīng)典論文 ——《光頻率介質(zhì)纖維表面波導(dǎo)》，奠定了光纖通信的理論基礎(chǔ)，也開啟了偉大的光通信時代。
▲ 高錕（1933-2018）
如今，光纖通信已經(jīng)走過了半個多世紀(jì)的發(fā)展歷程。它徹底改變了人類通信技術(shù)的發(fā)展軌跡，也改變了我們每一個人的生活。
我們現(xiàn)在之所以能夠享受高速且低價的網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)，很大程度上要歸功于光纖通信的貢獻(xiàn)。
▲ 光纖（光導(dǎo)纖維）
如今，光纖通信已然成為整個通信網(wǎng)絡(luò)的支柱和底座。全網(wǎng)超過 98% 以上的信息，都是通過光纖通信傳遞的。
▲ 《光纖通信 55 年的發(fā)展》，毛謙，中國信科
在產(chǎn)業(yè)方面，光通信作為承載網(wǎng)（傳送網(wǎng)）和數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵技術(shù)，支撐了規(guī)模龐大的產(chǎn)業(yè)鏈。根據(jù)研究機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)，2020 年全球光通信下游市場收入規(guī)模達(dá)到 1.4 萬億元。
中國企業(yè)在光通信產(chǎn)業(yè)鏈中，占據(jù)較高的比例：
▲ 《光纖通信 55 年的發(fā)展》，毛謙，中國信科
面向未來的光通信，還有很大的發(fā)展空間。現(xiàn)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)流量，正在按照每年 30%~40% 的速度增長。從整體來看，技術(shù)變革仍然跟不上業(yè)務(wù)流量的增長速度。
▲ 流量增長＞單光纖流量＞端口速率＞電子波特率，需要新技術(shù)《超 100G 高速智能光網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)探討》，張德朝，中國移動
在“云 - 管 - 端”架構(gòu)下，光通信的業(yè)務(wù)流量壓力，一方面來自用戶端，另一方面來自云端。
用戶端這邊很明顯。隨著 5G（蜂窩 5G）、F5G（固網(wǎng) 5G）的持續(xù)發(fā)展，4K/8K 超高清視頻的普及，用戶側(cè)終端的帶寬在不斷增加，承載網(wǎng)（傳送網(wǎng)）的帶寬也必須緊密跟進(jìn)。
云端的帶寬增長需求，更多是來自云業(yè)務(wù)的增長。
云業(yè)務(wù)具有橫向流量（東西向流量）大的特點，分布式部署的方式，也加劇了這一類型的流量。
云業(yè)務(wù)、云服務(wù)的增長，刺激了數(shù)據(jù)中心（DC，Data Center）的建設(shè)熱潮。
▲ 《高速光模塊發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)》，張金雙，新易盛
數(shù)據(jù)中心之間的連接 ——DCI（DC Interconnect，數(shù)據(jù)中心互聯(lián)），帶寬需求明顯增加，成為一個重要的增長點。
光通信的技術(shù)發(fā)展路線
如何才能解決光通信網(wǎng)絡(luò)帶寬不足的問題呢？
從總體來看，還是兩個思路。
一，是通過更先進(jìn)的技術(shù)，把傳輸網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的物理帶寬變得更大。
二，是加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度能力，提升效率。
這就好比是我們的城市交通。一方面，要把路修得更寬，單車道變雙車道、四車道甚至八車道。另一方面，設(shè)立更多、更智能的紅綠燈，安排更多的交警，進(jìn)行合理調(diào)度。
我們先看看底層的帶寬提升技術(shù)。
目前，光纖通信的單波 100G 已經(jīng)廣泛商用。200G、400G 的光模塊光通道，基本上都是基于單波 100G。
▲ 單波：100G > 200G；光口：400G > 800G > 1.2T > 1.6T《高速光模塊發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)》，張金雙，新易盛
400G 光模塊在 2019 年左右就已經(jīng)成熟商用，主要是國外 Google、Facebook 等公司的數(shù)據(jù)中心在普及。國內(nèi)并沒有廣泛采用 400G，一方面是因為要循序漸進(jìn)（考慮成本），另一方面是基于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的需求。也就是說，如果運營商的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，設(shè)計接口是需要 200G，那就是用 200G，沒有必要強(qiáng)行上 400G。
未來，單波 400G 將是下一代 OTN 技術(shù)的基礎(chǔ)傳輸速率。
從底層技術(shù)來看，提升帶寬的主要手段，還是離不開最基礎(chǔ)的通信原理。
方法一，采用更先進(jìn)的調(diào)制技術(shù)。
▲ 《超 100G 高速智能光網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)探討》，張德朝，中國移動
方法二，使用更大的頻譜帶寬。
一般情況下，波道采用 C 波段，頻譜資源是 4THz。擴(kuò)展為 CE 波段后，頻譜資源增加 20%，為 4.8THz。如果采用 C++ 波段，是 6THz。如果采用 C+L 波段，是 11THz，相比 C 波段提升了 175%。
▲ 《智能新光網(wǎng)，鑄就 5G 新基建》，劉哲，中興通訊
毫無疑問，這可以顯著提升光纖資源的利用率。
方法三，在芯片和算法上做文章。
▲ 《超 100G 高速智能光網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)探討》，張德朝，中國移動
方法四，研發(fā)新型光纖，提高單根光纖中的纖芯數(shù)，或引入材料學(xué)技術(shù)，降低光纖傳輸過程中的損耗。
▲ 新型光纖《超 100G 高速智能光網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)探討》，張德朝，中國移動
除了載波帶寬之外，節(jié)點的能力提升也是光網(wǎng)絡(luò)的關(guān)注重點。
通過 ROADM、OXC 等技術(shù)，將節(jié)點全光化，避免光電交叉轉(zhuǎn)換，減少環(huán)節(jié)，提升帶寬，降低時延。
▲ OXC《超 100G 高速智能光網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)探討》，張德朝，中國移動
目前，骨干網(wǎng)的全光化已經(jīng)很大程度完成。后續(xù)就是城域網(wǎng)（先城域核心，再匯聚、接入）的全光化。
OTN/WDM 的下沉，也是專家們關(guān)注的重點，一方面可以支撐帶寬增長需求，另一方面可以大幅節(jié)約光纖資源。
▲ 《加速千兆光網(wǎng)建設(shè)，打造全光智慧城市》，王金輝，華為
看完物理帶寬的提升，我們再重點看看網(wǎng)絡(luò)調(diào)度的演進(jìn)。
這條路線，目前仍然是集中在 SDN 思路上。簡而言之，還是開放和解耦。
運營商希望光通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步解耦，控制平面和數(shù)據(jù)平臺進(jìn)一步分離，廠商將控制面開放給運營商，運營商自己開發(fā)平臺，對整個網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)度和管理。
▲ 《光網(wǎng)絡(luò)的開放與解耦》，張成良，中國電信
毫無疑問，設(shè)備商是不太愿意這么做的。（會場上，能明顯感覺到運營商對設(shè)備商的抱怨和不滿。）
不愿意也沒辦法，開放是大勢所趨。如果不能做到一步到位的開放，那么就一步一步開放。
▲ 《智能時代的開放光網(wǎng)絡(luò)》，張寒崢，上海諾基亞貝爾
目前，在黑盒和白盒之間，有一個灰盒過渡，也就是“部分解耦”。
▲ 《光網(wǎng)絡(luò)的開放與解耦》，張成良，中國電信
總之，運營商對于解耦的需求是非常迫切的。目前通信行業(yè)市場的寡頭格局，對于運營商來說越來越不利。如果不通過解耦進(jìn)一步推動技術(shù)開放，那么以后運營商的局面會變得更加被動。
在加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)度方面，還有一個概念被參會專家們反復(fù)提及，那就是 OSU。這個概念后續(xù)小棗君會專門開專題介紹。
▲ OSU《超 100G 高速智能光網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)探討》，張德朝，中國移動
最后說一下人工智能（AI）。
人工智能是全行業(yè)關(guān)注的重點，通信行業(yè)也不例外。會場上，多位專家針對人工智能與通信的結(jié)合落地，發(fā)表了觀點。
總的來說，大部分專家都比較謹(jǐn)慎和務(wù)實，沒有瞎吹。
人工智能如何改變通信，是一個非常龐大且長期的話題。
有的專家認(rèn)為，人工智能 + 通信，目前還處于早期的階段，不能指望短期內(nèi) AI 可以接管通信網(wǎng)絡(luò)的運維工作。也有的專家認(rèn)為，人工智能賦能通信網(wǎng)絡(luò)，究竟是以平臺的方式，還是以模塊的方式，尚未確定。
很多專家都提到了數(shù)據(jù)的問題。人工智能離不開算法和算力，算力還好說，算法模型比較麻煩。
一方面，現(xiàn)有的人工智能算法模型，基本上都不適合通信領(lǐng)域的場景。另一方面，想要做到算法模型，就需要大量的數(shù)據(jù)。目前數(shù)據(jù)只掌握在運營商手里，即便是主流設(shè)備商，也無法掌握足夠的數(shù)據(jù)。
研究算法模型，對數(shù)據(jù)也是有要求的。常規(guī)的數(shù)據(jù)（正常運行的數(shù)據(jù)，也可以稱為“負(fù)樣本”）并沒有多大價值，異常情況（特殊情況）發(fā)生時的數(shù)據(jù)（也可以稱為“正樣本”）才有真正的價值。而這樣的數(shù)據(jù)，往往更加敏感，客戶更不愿意開放。
▲ 沒有數(shù)據(jù)，連第一步都難《智能時代的開放光網(wǎng)絡(luò)》，張寒崢，上海諾基亞貝爾
數(shù)據(jù)的獲取、清洗問題（技術(shù)上或法律上），將會持續(xù)困擾人工智能與通信技術(shù)的結(jié)合。
不過，目前仍有設(shè)備商和運營商，開發(fā)出了少量的算法模型和場景，并進(jìn)行了驗證。千里之行，始于足下。
▲ 《智能時代的開放光網(wǎng)絡(luò)》，張寒崢，上海諾基亞貝爾
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