韦乐平：开启全光网时代 光接入仍需规模推进
发布时间：2017-06-14 01:54:31 热度：2138
6/14/2017，光纤在线讯，工信部科技委常务副主任韦乐平在Optinet论坛上再一次阐述“光网络的历史沿革、演进趋势与挑战”。
韦总首先向我们回顾了过去三十余年光网络的发展历程，光网络经过三代演讲到今天的以ROADM/OXC为核心的全光网络。
第一代光网络，称之为SDN跟OTN静态联网的功能。1985年美国贝尔通信研究所金耀周提出来的SONET；1988年ITU提出SDH，现在看起来SDH无更加广泛应用的地全球通用的标准。
第二代光网络-WDM波长静态联网。WDM静态联网是1996年Ramaswami提出来的，从此开启了波长级手工静态联网时代。
第三代光网络-可动态选路的ASON。2001年ITU提出ASON，电层可动态重构光网络。但ASON在全球发展的并不是特别理想，中国电信也曾经历史上部署过ASON网，各有50多个结点。2011年IETF提出WASON。2016年我国向以ROADM/OXC为核心的全光联网的演进开始，开始迈向真正的全光网。
全光网：传输、交换、接入都在光域实现的端到端的光网络
提到全光网，韦总特别谈到光网城市与全光网的区别，真正的全光网是指从传输、交换、接入都在光域实现的端到端的光网络，控制允许在电域实现，当传输和接入都实现光纤化，交换层也要引入光的结点，ROADM和OXC为核心的光的结点，才成为严格意义上的全光网。中国电信最早2010年提出来光网城市和光网省，是指传输和接入在光域实现，而交换仍在电域实现。所以目前实际上多指该地区TDM交换机退网，具有较高的光线覆盖率和较高接入速度，可以认为是全网光的初期阶段。离真正的全光网起码还有一二十年的距离。
但真正的全光网已经开始引进，我国的现状是骨干、城域已经光纤化了，接入网主干段基本光纤化了，正在向配线段和引入线推进，全网大概有2.4亿芯公里光纤。全国FTTH/0用户超过2.28亿，占全球大概超过50%，占宽带比例77%（韩国大概76%），全球第一。2020年FTTH/0普及率将超过75%，家庭用户数达到3.4亿。我们家庭那时候估计有4.6个亿家庭，向真正全光网的演进已经开始。
接入网仍是全光网的关键
全光网的关键还是接入网，接入网是网络中技术进步最慢，投资最大，维护成本最高，实现全光网最费力的部分。因为量太大，中国4.6亿家庭，中国电信是接入网光纤化速度最快的，FTTH规模最大的运运营商。根据最新的统计，中国电信截至2017年4月FTTH用户1.25亿，全球FTTH排名第二（日本）、第三（美国）、第四名（韩国）的总和还不到1亿用户。中国电信计划2018年要为90%以上的宽带用户提供至少100M到户的能力。2020年前，在经济发达的城市地区基本具备提供千兆到户的能力。2025年全网具备规模提供千兆以上的到户的能力。
全光网的归宿：光节点
网络结点是组网灵活性的灵魂。光层的灵活性的关键是引入全光的结点，因为电层的节点尽管灵活性很好，但是透明性不足，容量扩展性不够。全光节点的内涵，就是能够在结点处按流量流向实现，无需人工介入的全自动化灵活性调度，最终实现无色、无方向、无冲突，三无（CDC)透明光结点.
向ROADM演进
韦总用一张图谈到光信号调度方法的演进，2012年前主要是ODF的人工调度。
2012年以后规模引入OTN电层调度，尽管调度快，但成本较高，且有电处理瓶颈，交叉容量小，需要多子框，资源利用率低，有波导碎片。
2016年以后，预计不仅中国电信，中国移动和中国联通也会转向ROADM光层调度，OXC也可以，调度快，交叉容量大，无光电转换，成本低，但是传输距离受限，在1200公里左右。而且有光层冲突，所以资源利用率相对来说没有那么高，这些问题都是可以缓解的。
ROADM的驱动力
1、业务需求：业务颗粒已达到100G，中国电信干线网大多数是100G，经济性大大改进。
2、联网需求：从点到端的演进为网状，提升灵活调度能力、业务管理能力、可用性和恢复效率。
3、消除电设备的宽带瓶颈：确保容量的可扩展性。
4、实现网络透明性。
5、简化和加快高速电路的支配和业务提供速度。
6、降低建网费用和运维成本：简化了网络管理规划和运营。
7、网络的恢复代价低。
8、能耗和占用的空间降低50%左右。
目前ORADM设备有两种主选的类型，一是CD，就无色、无方向，电路调动非常灵活，但上下业务存在波长竞争、灵活性优先，影响网络利用率。当然好处CD器件比较便宜。二是CDC，刚才讲的三无，无色、无方向、无竞争，也是有自动恢复能力，调度灵活，上下业务不存在波长竞争，这是最大的好处，不存在波长竞争，网络利用率很高，但是弱点就是CDC器件成本比较高。
ROADM的关键器件之一就是1×N的波长选择开关（WSS），它能够实现光网络波长通道的路由功能。目前三种WSS的技术分别是LC液晶技术、LCoS硅基液晶技术和MEMS技术。对下一代光网络来说，基于LCOS技术的波长选择开关是非常有吸引力的解决方案，因为只要充分利用 LCOS每个像素被电极独立控制而分离的特性，可以任意调节该波长选择开关的光谱参数，比如中心波长和带宽可编程。但LC性价比可能更好。
WSS的三种技术比较
最后，韦总总结，除了继续大规模的实现光接入网以外，需要开始考虑光节点光组网的问题，无论从技术、成本的角度考虑，中国都要开始迈入真正的全光网了。
韦总首先向我们回顾了过去三十余年光网络的发展历程，光网络经过三代演讲到今天的以ROADM/OXC为核心的全光网络。
第一代光网络，称之为SDN跟OTN静态联网的功能。1985年美国贝尔通信研究所金耀周提出来的SONET；1988年ITU提出SDH，现在看起来SDH无更加广泛应用的地全球通用的标准。
第二代光网络-WDM波长静态联网。WDM静态联网是1996年Ramaswami提出来的，从此开启了波长级手工静态联网时代。
第三代光网络-可动态选路的ASON。2001年ITU提出ASON，电层可动态重构光网络。但ASON在全球发展的并不是特别理想，中国电信也曾经历史上部署过ASON网，各有50多个结点。2011年IETF提出WASON。2016年我国向以ROADM/OXC为核心的全光联网的演进开始，开始迈向真正的全光网。
全光网：传输、交换、接入都在光域实现的端到端的光网络
提到全光网，韦总特别谈到光网城市与全光网的区别，真正的全光网是指从传输、交换、接入都在光域实现的端到端的光网络，控制允许在电域实现，当传输和接入都实现光纤化，交换层也要引入光的结点，ROADM和OXC为核心的光的结点，才成为严格意义上的全光网。中国电信最早2010年提出来光网城市和光网省，是指传输和接入在光域实现，而交换仍在电域实现。所以目前实际上多指该地区TDM交换机退网，具有较高的光线覆盖率和较高接入速度，可以认为是全网光的初期阶段。离真正的全光网起码还有一二十年的距离。
但真正的全光网已经开始引进，我国的现状是骨干、城域已经光纤化了，接入网主干段基本光纤化了，正在向配线段和引入线推进，全网大概有2.4亿芯公里光纤。全国FTTH/0用户超过2.28亿，占全球大概超过50%，占宽带比例77%（韩国大概76%），全球第一。2020年FTTH/0普及率将超过75%，家庭用户数达到3.4亿。我们家庭那时候估计有4.6个亿家庭，向真正全光网的演进已经开始。
接入网仍是全光网的关键
全光网的关键还是接入网，接入网是网络中技术进步最慢，投资最大，维护成本最高，实现全光网最费力的部分。因为量太大，中国4.6亿家庭，中国电信是接入网光纤化速度最快的，FTTH规模最大的运运营商。根据最新的统计，中国电信截至2017年4月FTTH用户1.25亿，全球FTTH排名第二（日本）、第三（美国）、第四名（韩国）的总和还不到1亿用户。中国电信计划2018年要为90%以上的宽带用户提供至少100M到户的能力。2020年前，在经济发达的城市地区基本具备提供千兆到户的能力。2025年全网具备规模提供千兆以上的到户的能力。
全光网的归宿：光节点
网络结点是组网灵活性的灵魂。光层的灵活性的关键是引入全光的结点，因为电层的节点尽管灵活性很好，但是透明性不足，容量扩展性不够。全光节点的内涵，就是能够在结点处按流量流向实现，无需人工介入的全自动化灵活性调度，最终实现无色、无方向、无冲突，三无（CDC)透明光结点.
向ROADM演进
韦总用一张图谈到光信号调度方法的演进，2012年前主要是ODF的人工调度。
2012年以后规模引入OTN电层调度，尽管调度快，但成本较高，且有电处理瓶颈，交叉容量小，需要多子框，资源利用率低，有波导碎片。
2016年以后，预计不仅中国电信，中国移动和中国联通也会转向ROADM光层调度，OXC也可以，调度快，交叉容量大，无光电转换，成本低，但是传输距离受限，在1200公里左右。而且有光层冲突，所以资源利用率相对来说没有那么高，这些问题都是可以缓解的。
ROADM的驱动力
1、业务需求：业务颗粒已达到100G，中国电信干线网大多数是100G，经济性大大改进。
2、联网需求：从点到端的演进为网状，提升灵活调度能力、业务管理能力、可用性和恢复效率。
3、消除电设备的宽带瓶颈：确保容量的可扩展性。
4、实现网络透明性。
5、简化和加快高速电路的支配和业务提供速度。
6、降低建网费用和运维成本：简化了网络管理规划和运营。
7、网络的恢复代价低。
8、能耗和占用的空间降低50%左右。
目前ORADM设备有两种主选的类型，一是CD，就无色、无方向，电路调动非常灵活，但上下业务存在波长竞争、灵活性优先，影响网络利用率。当然好处CD器件比较便宜。二是CDC，刚才讲的三无，无色、无方向、无竞争，也是有自动恢复能力，调度灵活，上下业务不存在波长竞争，这是最大的好处，不存在波长竞争，网络利用率很高，但是弱点就是CDC器件成本比较高。
ROADM的关键器件之一就是1×N的波长选择开关（WSS），它能够实现光网络波长通道的路由功能。目前三种WSS的技术分别是LC液晶技术、LCoS硅基液晶技术和MEMS技术。对下一代光网络来说，基于LCOS技术的波长选择开关是非常有吸引力的解决方案，因为只要充分利用 LCOS每个像素被电极独立控制而分离的特性，可以任意调节该波长选择开关的光谱参数，比如中心波长和带宽可编程。但LC性价比可能更好。
最后，韦总总结，除了继续大规模的实现光接入网以外，需要开始考虑光节点光组网的问题，无论从技术、成本的角度考虑，中国都要开始迈入真正的全光网了。
