預見2022｜“千兆光網”同風起，扶搖直上九萬裡！

光纖通信網絡作為資訊基礎設施的重要組成部分和承載底座，在支撐新型基礎設施建設、助力産業數字化轉型等方面的重要性不言而喻。2021年出台的國家“十四五”規劃、資訊通信業“十四五”規劃等對于光纖通信網絡的未來發展高度重視，加快推進千兆光網發展、持續推進骨幹網演進和服務能力更新等已成為我國寬帶網絡發展的工作重點。

展望2022年，光網絡建設将重點聚焦400G/800G提速增容、差異化組網、AI增強、開放解耦探索、光電內建等多個次元持續創新發展，助力千兆光網加速應用。

提速增容持續多路徑發展

400G/800G技術加速推進

面對功能多樣化、性能差異化的諸多新型寬帶業務承載需求，光網絡将沿着提升單通路傳輸速率、增加有效傳輸波段、增加空間複用次元（空分複用）等多種途徑持續提速增容，進一步增強新型基礎設施高速帶寬傳輸能力。綜合潛在應用需求、高速傳輸技術産業發展态勢等因素，預計400Gbit/s和800Gbit/s單通路傳輸速率依然是業界關注的焦點，其中城域網内以資料中心互聯為主的400Gbit/s波分複用（WDM）系統的應用進一步增多，同時業界将持續推動面向幹線長距離或超長距離的400Gbit/s WDM系統，以及面向城域傳輸距離的800Gbit/s WDM系統的實驗驗證或應用試點驗證。

在IEEE、OIF、IPEC和CCSA等标準或聯盟組織的強力推動下，800Gbit/s使用者側和線路接口的多種技術方案将逐漸趨于穩定，标準化工作預計将取得實質性進展。另外，基于C波段擴充的大容量傳輸（100Gbit/s速率及以上）、基于空分複用（多芯複用）的海纜通信等相關部署應用持續開展，而面向100Gbit/s及以上速率的C+L、S+C+L等多波段擴充、基于少模複用或少模複用結合多芯複用、超800Gbit/s、空芯光纖傳輸等新型技術方案仍将是高速光通信未來技術發展探索的重點方向。

差異化的組網方式并存發展

小顆粒方案有待聚力共推

作為新型基礎設施的承載底座，光網絡的組網模式依然呈現按需選擇傳送技術進行差異化組網的态勢，短期内整體方案歸一尚有難度，但逐漸實作全光組網依然是業界共同期望。在幹線傳送層面，基于單通路100Gbit/s及以上速率的可重構光分插複用裝置（ROADM）節點結構的全光組網規模預計持續擴大，節點互聯次元按需提升，光層管控維護能力也将進一步增強，同時基于光傳送網（OTN）電交叉節點組網或者OTN電交叉節點結合ROADM節點混合組網的模式也将并存發展；在城域傳送網的接入、彙聚和核心等層面，OTN/WDM、切片分組網（SPN）/無線接入網IP化承載（IPRAN）等多種技術也将在不同營運商網絡持續規模部署。

與此同時，面對強勁的行業數字化轉型需求，确定性承載已成業界關注熱點，多層次網絡之間高效協同的迫切性凸顯，高性能、靈活化的小顆粒帶寬傳送技術需求迫切。業界目前正在分别圍繞OTN、SPN等主體技術開展小顆粒傳送實作技術方案研究，對于其中較為典型的基于光業務單元（OSU）的小顆粒OTN技術方案截至目前尚未達成完全共識。在2021年12月舉辦的ITU-T SG15組标準全會上，大會以OSU技術标準在特定周期内沒有本質進展為由暫停G.osu項目，并希望圍繞小顆粒傳送主要需求、OTN/SPN小顆粒寬帶傳送機制共性和差異性等問題展開深入讨論，以便進一步探讨OSU标準的去向和後續方案選擇。

總體來看，對于小顆粒寬帶傳送技術方案的統一和逐漸落地應用，2022年有待業界同向聚力推動才能實作。

引入AI應用場景逐漸明确

管控融合标準化逐漸完善

引入AI以強化通信網絡的自智能力成為近年來業界關注的技術熱點，作為新型基礎設施的承載底座，光網絡同樣需要提高對AI特性應用的重視程度，其中網絡優化、管控部署、運維支撐等面向AI的典型應用場景逐漸明确，相關應用逐漸開展驗證和部署實踐，研究制定面向AI的光網絡管控架構接口、智能分級規範、資料模型标準等成為當務之急。

按照目前初步讨論情況，預計CCSA、IMT-2020(5G)推進組5G承載工作組、NGOF雲和專線承載工作組等标準或聯盟組織将協同技術産業全鍊條力量，圍繞光網絡、5G承載、雲專線等網絡場景開展智能化分級及測評研究、标準規範制定等工作。

另外，基于軟體定義光網絡（SDON）架構的管控融合标準化工作将加速推進，重點圍繞南北向接口規範進一步完善，助推管理、控制、分析等管控功能融合統一，其中南向接口主要側重SPN、前傳WDM、開放WDM線路等裝置或系統，北向接口主要面向雲專線等應用的網絡切片。

開放解耦尚處探索評估中

光電共內建熱度持續提升

IT技術和CT技術在發展演進中互相借鑒并逐漸協同乃至融合，目前典型的模式是雲網融合、算網融合等。為了更好應對雲化應用、算力分擔等新型多樣化、靈活化需求，進一步激發網絡應用能力和産業發展活力、降低組網成本并重構核心技術支配能力，通信網絡在相關産業組織的推動下，逐漸以開放解耦的方式探索新型模式的組網應用，目前尚處局部初級探索驗證階段。

光網絡也在接入型OTN、DCI（資料中心互聯）等場景有了初步的應用探索，但考慮到光網絡作為新型基礎設施承載底座的角色，在傳送幹線層、城域核心層等更複雜場景的應用是否逐漸同步推進開放解耦機制，有待業界結合安全可靠需求、産業鍊供求關系、運維支撐能力、規模試驗驗證效果和綜合成本等多種因素進一步研究評估。

同時，作為光通信內建技術的關鍵構成，III-V族內建與矽光內建等光子內建技術并行加速發展，其中矽光內建的潛在優勢逐漸凸顯，引起産業界高度關注并積極加大布局力度。此外，随着電晶片交換能力的提升和光接口處理速率的逐漸提升（800Gbit/s、1.6Tbit/s及以上等），基于矽光技術的光電共封裝（CPO）成為超高速率光電信号內建封裝的熱點方案，目前OIF、CCSA、IPEC等标準或聯盟組織均已開展研究，業界相關機構不斷推出展示産品，預計光電共內建關注度将持續提升。

總體來看，面對新型基礎設施建設需求和産業數字化轉型發展态勢等，光網絡将持續圍繞超高速率和超大帶寬、靈活差異化組網、智能化管控、開放協同、高內建、低成本等技術特征加速創新發展。

同時，面對智能制造、智慧行業（醫療、礦業、教育等）、城市園區等典型數字化轉型應用場景，結合光網絡的大容量、低延遲時間、低能耗和高安全等優勢，業界還将積極探索并推動千兆光網的創新應用。中國信通院正在舉辦的首屆“光華杯”千兆光網應用創新大賽，将進一步推進千兆光網技術産業良性發展和多領域創新應用落地，支撐行業數字化轉型加速。

本文作者

趙文玉

中國資訊通信研究院技術與标準研究所

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