文/海峰看科技
自國家資訊中心2020年12月釋出《全光智慧城市白皮書》，并首次提出全光智慧城市的發展理念以來，大陸湧現了大量全光智慧城市發展标杆。
一方面，營運商積建設OTN光節點。如北京移動建成1000個OTN光節點，廣東移動和廣東聯通建成超過2000個OTN光節點，雲南移動在昆明部署450個OTN光節點。
另一方面，多個省份直轄市積極打造差異化發展樣闆。其中，上海市建設了0.2到1到2到3毫秒的城市時延圈，山東省建設了1到3到10毫秒的城市時延圈。
在剛剛過去的2021年，大陸先進省份在全光城市打造上進展如何？三大營運商在全光算力網絡方面，有哪些探索和實踐？在技術上遇到了哪些挑戰和突破？對此，筆者在近日舉辦的“2022中國光通信高品質發展論壇”之“全光城市研讨會”上找到答案。
本次研讨會邀請了國家資訊中心、地方管局、信通院、中國聯通、中國移動、中國電信等相關專家，共談全光城市的發展。筆者聽完後，收獲頗豐，為大家總結了如下幹貨。
政府标杆：深圳“雙千兆”，山東千兆光網
深圳市和山東省兩位嘉賓暢談了打造全光智慧城市的先進經驗。深圳因其精準的“雙千兆”戰略定位、政策措施和産業基礎與發展優勢，深圳“雙千兆”網絡建設已步入快車道。
深圳市工業和資訊化局無線電管理處副處長黃正育指出，深圳全力打造全光網标杆城市，一方面，城市家庭千兆光纖網絡覆寫率達到106.3%，500Mbps及以上使用者占比達29.2%，千兆寬帶使用者數46.34萬。另一方面，5G獨立組網已率先全面覆寫，在全國率先實作農村5G網絡全覆寫，超前完成廣東省5G基站布局規劃任務。
在創新應用方面，深圳在智慧制造、智慧港口、智慧能源、智慧醫療、智慧交通、智慧政府等領域，打造了一大批标杆性應用，實作從“1”到“N”的蝶變。
值得一提的是，肖亞慶部長調研時，充分肯定了深圳“5G網絡領先、5G市場領先、5G應用領先”，高度肯定深圳大力推動制造業數字化轉型、推動5G全面協同發展、深入推進5G賦能千行百業的做法。
據黃正育透露，預計到2025年，深圳将實作城市家庭千兆光網全覆寫、千兆光網使用者達370萬、FTTR使用者占比達到8%、5G使用者占比80%等具體名額，建成網絡建設規模和服務水準全球領先的新型資訊基礎設施标杆城市。
山東省
山東省在各項通信主要網絡建設名額上，同樣取得了豐碩成果。山東省通信管理局副局長孟強總結了以下五點。第一，工業和資訊化部釋出全國29個首批“千兆城市”，濟南、青島、日照榜上有名；第二，濟南、青島國家級網際網路骨幹直聯點同時獲批，建成後山東将成為全國首個擁有兩個國家級直聯點的“雙樞紐”省份；第三，全省千兆使用者達241.4萬戶，增速居全國第二位；第四，10G PON及以上端口建成34.4萬個，家庭千兆光纖網絡覆寫率達到58.3%；第五，5G基站總數達到10.1萬個，5G終端使用者數達3220.6萬戶。
同時，孟強還強調，山東省還湧現了大量千兆光網的标杆應用。其一，建成全國第一個全光科技社群——青島全光科技社群，基于FTTR技術，打造了全屋千兆無死角覆寫，同時滿足家庭超高清視訊、線上教育、雲上辦公、VR等應用的高品質體驗。其二，濟南超算中心智慧光網項目通過全光網與算力的協同，有力支援了全省的海洋氣象、工業制造、科技研究等應用服務。
中國聯通：瞄準三大重點，山東聯通創六大實踐
全光城市的打造離不開全光算力網絡，營運商作為網絡部署的排頭兵，有哪些工作部署和探索實踐呢？
中國聯通積極築牢面向算網融合服務的低延遲時間、高帶寬、高可靠、高安全的全光傳送底座，推動全光算力網絡發展，中國聯通研究院副院長、首席科學家唐雄燕指出，中國聯通重點關注以下三方面工作。
一是圍繞算力中心和業務流量中心，建設低延遲時間骨幹光纜網。在現有“八縱八橫”光纜網基礎上，加快推進京滬、滬穗、京漢廣、貴廣等段落光纜建設，持續優化八大樞紐節點間低延遲時間直達光纜，并聚焦京津冀、長三角、粵港澳、成渝、魯豫陝等算力叢集區域，實作光纜最優接入。
二是打造大帶寬、低延遲時間、高安全的骨幹傳輸網。中國聯通将實作24個聯通自有資料中心ROADM網全覆寫，重點段落部署超100G系統和OXC，打造超大帶寬全光傳送底座，開展超長距開放光網絡試驗，實作雲間一跳直達，并增強光層自主可控能力。
三是重點打造四大城市群低延遲時間圈。確定京津冀、長三角、大灣區、成渝等區域内傳輸時延低于10ms，核心城市間争取2~3ms。
針對全光算網的服務目标以及實作方式，唐雄燕給出了如下解釋。“全光算力網絡”以實作算網一體服務為目标，提升光網絡基礎承載能力和業務提供能力，推動全光底座的智能開放和雲光一體化服務，為泛在算力資源的高效連接配接排程，提供高品質、低延遲時間的運力保障。
唐雄燕指出，以上目标具體通過三方面來實作。第一方面，提升全光底座基礎承載能力，為算力排程提供強大的運力保障。以超高速率、超大容量、超長距離、超寬靈活、超強智能為目标，保障算力資源高效連接配接排程。
第二方面，實作高速泛在光接入，推動高品質光業務網發展。建構架構穩、覆寫全的綜合業務區和全光錨點，提供多種技術體制的高速泛在光接入，實作靈活便捷全光入雲。
第三方面，推進光網絡開放解耦與智能化增強，向着自智光網絡演進。以SDN化為抓手，推動光網絡開放與解耦；并通過網絡AI、數字孿生、意圖驅動等技術創新，不斷提升光網絡自動化和智能化水準。
在聯通集團大的方針戰略指導下，山東聯通為全面邁向全光算力網絡，制定出了“三步走”政策，并打造“六大”創新與實踐。
山東聯通網絡部副總經理李壯志介紹，2019年，山東聯通創新推出了“SD-FAST”智慧光網，通過分組增強型OTN技術、自研雲網協同器和智慧管控引擎NCE，為黨政軍、金融、醫療、制造等各行業，提供高品質的政企專線聯接方案。
2020~2021年，山東聯通率先開啟從智慧光網到智慧光雲的探索和建設，提出了智慧“光雲十六城”的建設規劃；并通過強大的全光網與信創雲、政務雲、醫療雲、金融雲等融合，分步提供光雲一體化的服務能力。
2022年，山東聯通開始邁向全光算力網絡，夯實智慧光雲城市底座，為企業和算力之間搭建資料高鐵，探索F5G+X的新場景服務于千行百業。
從智慧光網到智慧光雲再到全光算力網絡之路上，李壯志分享了山東聯通開展的“六大”創新與實踐。其一，全光算力網絡具有雲+管+端融合的“紡錘型”架構，打造入網即入雲/入算；其二，邊端聯接，提供多元化接入方式和差異化管道；其三，全光底座，打造濟青ms級時延圈，建構可視化運力地圖；其四，算網協同，打造自動化一體化服務，實作算網能效最大化；其五，全光網+超算中心，超強運力，充分釋放極緻算力；其六，創新建構黃河、海洋專網，加快企業轉型更新，助力區域經濟高品質發展。
中國移動：廣東移動建構全球規模最大全光網絡
如何建設新一代高效、低碳、智能的“綠色全光網”是廣東移動一直以來思考的問題。廣東移動計劃建設部副總經理沈文凱表示，2016年廣東移動與業界聯合，提出了全光網絡的三個創新領域，即全光底座、全光大腦和全光業務，率先完成了全光網的建設，支撐了個人、家庭、行業數字化的高品質需求。
廣東移動2018年引入全光交叉OXC技術建構的全光底座，具備極簡架構、超高容量以及經濟節能的特點。
在極簡架構方面：采用OXC全光交換，實作一跳直達，時延降低40%。OXC 32維的全光排程能力，實作了核心節點立體化、MESH組網。
在超高容量方面：單波道的速率從100G提升到200G，系統從傳統的80波更新到120波，網絡總容量提升3倍。
在經濟節能方面：采用OXC技術節省了70%的機房空間，降低了40%的功耗，節省了30%的投資。
不僅如此，廣東移動還開展了一系列全光網創新實踐。截至2021年，廣東移動建構了全球規模最大的全光網絡，并實踐了政企OTN精智專網、OTV超高清視訊傳送、千兆VR金管道和OVPN全光切片等全光業務應用。
支撐全光算力網絡欣欣向榮發展的是一個個具體的技術，這些技術在服務于業務的同時，也要接受來自業務的檢驗，并催生技術不斷疊代。圍繞優化網絡架構、提升網絡帶寬、實作靈活開放組網，中國移動提出新一代基于OXC的光電關聯型全光網的構想。
中國移動研究院基礎網絡技術研究所副所長張德朝介紹，該構想從新型架構、超大容量、靈活接入三個次元攻關關鍵技術及挑戰。
次元一，新型架構：基于OXC的光電關聯型全光網。基于OXC的光電關聯型全光網具有三大技術特征：組大網能力、光電關聯和智能管控。其中，組大網能力需要長距離大容量400G/800G傳輸技術，以及具有靈活排程能力的內建式光交叉OXC技術；為實作光電關聯，在光層制定OAM機制拉通光電管控，在電層多顆粒度排程和光層波長級排程協同；在智能管控方面，基于SOTN集中式管控系統，實作光電協同管理和資源配置。
次元二，超大容量：400G/800G超高速光互聯前景可期。內建式光交叉（OXC）性能是限制光層交叉容量和靈活排程能力提升的核心因素。面向骨幹網交叉容量提升，需進一步提升OXC容量和性能；面向智慧城市發展，城域低成本光底座的靈活排程能力有待提升。
次元三，靈活接入：解耦型CPE/OSU使能下一代OTN網絡。随着OTN逐漸下沉到城域網和接入網，面臨接入和承載高品質專線、高清視訊等1G以下小顆粒業務的需求。光業務單元OSU(Optical Service Unit)成為重要的技術手段，可以高效承載2M-1G小顆粒客戶信号。OSU在繼承OTN高品質業務承載優點的同時，可以提升小顆粒業務承載的帶寬使用率和支援數量。
中國電信：以M-OTN/OSU技術，提供綜合業務承載方案
OTN技術作為全光算力網絡中的關鍵一環，其技術發展一直備受關注，也遇到不小挑戰。據筆者了解，主要分為以下三方面。
其一，OTN網絡下沉到城域網的邊緣，需要OTN網絡支援對GE以下小顆粒業務的高效承載和低成本接入；其二，在雲網融合戰略背景下，提出對OTN高品質入雲的業務需求，包括高安全/小顆粒多分支，以及多雲/大帶寬/低延遲時間/業務帶寬彈性調整；其三，政企專線業務的快速開通，靈活調速，業務可視等能力成為客戶選擇營運商的新關注點。
針對業務發展需求和OTN現網存在問題，中國電信研究院進階專家霍曉莉表示，中國電信創新性地提出并主導M-OTN/OSU技術，基于OSU的M-OTN技術的目标是提供低成本、低延遲時間、低功耗的以城域應用為主的綜合業務承載方案。
據霍曉莉透露，目前中國電信已經完成業界首次跨廠商M-OTN/OSU現網試點，驗證了M-OTN/OSU已具備商用能力，這意味着M-OTN/OSU技術的标準化、裝置研發和互聯互通取得階段性重要進展，為下一階段M-OTN/OSU技術的規模商用部署奠定了堅實基礎。
産業代表：打造1ms時延圈，确定性全光聯接構築全光城市
省市代表和營運商嘉賓分享的全光智慧城市探索經驗十分可貴，此外，來自于産業鍊上下遊的嘉賓也帶來了他們的精彩觀點。
國家資訊中心資訊化和産業發展部主任單志廣認為，作為智慧城市發展的新範式，全光智慧城市是以千兆光網為基礎，融合5G、雲計算、人工智能等資訊技術，構築立體感覺、全域協同、精準判斷和持續進化、開放的智慧城市系統。全光智慧城市的核心是以全光底座為基礎，打造城市1毫秒時延圈，以确定性的全光聯接推動智慧城市的應用創新。
此外，單志廣表示，千兆光網的關鍵能力和價值在于三個“新”：一是實作低延遲時間、低抖動、低丢包的确定性網絡“新能力””，做到光纖管理可視化；二是實作高可靠、高安全、高可用的極簡網絡“新架構”，做到擴容維護成本低；三是實作靈活提供帶寬、帶寬無損調整的智能化管控“新運維”，做到節能降耗效果好。
中國資訊通信研究院總工程師敖立表示，骨幹網、城域網和光傳送網（OTN）這三層承載網絡，構成了全光城市的綜合網絡承載底座。目前，大陸多個省市也在積極推進打造全光城市示範樣闆，推進城市（群）間低延遲時間網絡建設，例如上海市建設0.2到1到2到3毫秒的城市時延圈、山東建設1到3到10毫秒的城市時延圈等。
敖立認為，以千兆光網為基礎的全光城市，将能夠全面實作智慧城市功能。從最終實作效果來看，千兆光網融合物聯網、 雲計算、人工智能等資訊技術，全面支撐起立體感覺、全域協同、精确判斷和持續進化的智慧城市系統，能夠滿足智慧城市各類聯接場景低延遲時間的創新應用需求、可提供端到端超高帶寬的運力保障、從“盡力而為”到“确定性體驗”，實作5個“9”的高可用率、結合AI技術，實作光網絡從人工操作到工具輔助執行，再到自助決策的全流程智慧營運。
華為作為光網絡領域領先的裝置商，在領域内貢獻頗豐。在華為光傳送領域副總裁馮國傑看來：算力光網将構築算力經濟蓬勃發展的資訊大動脈，從雲網邁向算網成為大勢所趨。
首先，行業數字化帶來計算資源專屬化、多樣性、分布式需求；其次，端-邊-雲結合，“多樣算力”+ 确定性“網絡”，讓算網深度融合；再次，網絡将提供品質運力保障(帶寬、安全、穩定時延等)。
馮國傑表示，構築全光城市，築基算力網絡将帶來三大更新：一是覆寫更新，城區500米，縣鄉3公裡，一點接入即取即用；二是架構更新，建構端到端全光網絡，一跳入算，“1毫秒”運力體系；三是營運更新，B-O-N內建，算網一體，實作算網最優配置設定。
此外，馮國傑還分享了全國各省市建設OTN光節點的進展。其中，北京移動已經建成1000個OTN光節點，廣東移動和廣東聯通均已分别建成超過2000個OTN光節點，雲南移動在昆明已部署450個OTN光節點等。
告别過去的成績，站在2022新的起點，希望行業可以将現有的全光網絡實踐成果與算力融合創新，為智慧城市打造一個高效率、體驗可保障的全光底座，推動千行百業的數字化轉型，早日達成“網絡無所不達、算力無所不在、智能無所不及”的發展願景。