CFCF2020 | 中国联通唐雄燕：5G前传、DCI及千兆接入网的现状与未来
发布时间：2020-08-12 00:14:47 热度：2535
8/12/2020，光纤在线讯，2020年7月30-31日，由光纤在线主办，清远市人民政府指导，清远市工业和信息化局、广东亿源通科技股份有限公司共同承办的2020光连接大会在清远狮子湖喜来登大酒店盛大举行，本次大会主题为“光连万物，多彩未来”，本次大会邀请了4大运营商，5大云厂商出席。
在31日的主论坛中，来自中国联通研究院首席科学家唐雄燕出席本次大会，并带来了《5G云时代的光网络发展》这一精彩主题。
5G发牌一周年，5G与云建设彰显中国速度
唐总表示，过去五年，我国通信业经历了大发展。首先，从接入层看，我国光纤接入从占比40%，提升到2019年的90%多，宽带接入的速率也从10M提升到了今天千兆的时代；第二，在移动通信方面，五年前基站数量是350万站，2019年已经达到840万，到今天已经达到了880万，从数量上来说也已经翻了一番，整个移动通讯的技术从4G走到了5G；第三，从整个光纤光缆长度来看，5年前我国的光纤光缆长度是2000多万公里，到2019年已经达到4700多万公里。综合来看，过去的五年，我国的通信业取得了很大进步和发展。
而进入2020年，正好是我国5G牌照发布一周年，那么这一年我国的通信业发展依然迅速。2020年上半年新建5G基站25.7万个，截至6月底累计达到41万个。 预计年底有望达到70万个，将覆盖全国所有地级以上城市。5G套餐用户数有望超过2亿。此外，GSMA今年3月也大幅调高了对中国5G发展的预测：2020年中国占 全球5G连接比例从2019年3月预测的57%调高到70%；2025年，中国占全球5G连接数比例也从之前的28%调高到 47%，达8.07亿
GSMA预计，2020 至 2025 年间，中国运营商基于移动业务的资 本支出将达到 1800 亿美元，其中约90% 被用于 5G 网络建设。
而同时，5G建设也是新基建的一个龙头和核心，光网络是推动和支撑业务发展的基础，而云计算也对我们通信网络的转型也是有是非常重大的影响，因为网络云化是我们通信网络转型的一个主要方向，将来的通信网络数据中心为中心去构建。
5G前传：光纤资源需求和运维管理的挑战
对于5G前传的建设，唐总指出：5G共建共享的需救济，对前传资源和建设运维提出了更高要求，尤其是光纤光缆资源和网络管理维护能力。
中国电信与中国联通共建一张无线网络，共同使用3.4GHz-3.6GHz的200MHz频谱资源。我们知道100M的资源，需要有三个扇区，就需要6个25G的光模块；那么200M的就需要12个25G光模块，而在今天，我们也在考虑把4G的频率（2.1G）结合起来使用，在这样的背景下将消耗巨量的资源。所以随着5G的发展，需要WDM的方式来解决这个关键资源的消耗问题。此外，未来5G的宏站数量可能跟我们今天4G的数量基本相当。
中国联通推动基于G.698.4的城域接入型WDM发展
当前，采用WDM技术，提高纤芯利用率，解决光纤稀缺区域建站需求是业界公认的最佳解决方案。但不同的WDM技术也应对不同的网络需求。CWDM价格低廉，适宜初期采用，但难以满足5G前传长远发展和易维护的要求。中国电信和中国移动分别提出MWDM和LAN-WDM方案；中国联通则统筹考虑到前传和专线等综合接入，与骨干及核心汇聚层DWDM网络一脉相承，推动面向城域DWDM的G.metro的方案；海外运营商多采用固定波长和可调波长DWDM方案。
中国联通正在推动基于G.698.4的城域接入型WDM发展，实质上，从骨干网到城域核心，再到城域边缘，DWDM下沉已然成为发展趋势。同时，ITU-T也制定了面向城域综合承载的G.698.4标准（G.metro）。将低成本DWDM技术应用于城域边缘接入层，包括移动前传、室内分布和CPE专线接入等场景，提供光波长级连接的硬管道，可以较好地解决城域多业务综合接入对接入主干光缆和配线段光缆的光纤芯数依赖。采用波长可调谐DWDM光模块，具备端口无关，波长自适应特性，系统容量大，且极大简化网络建设和运维，并减少备品的种类和数量。
200G成为长途干线传输新趋势
唐总同时针对骨干城域网的高带宽增长需求提出分析表示。100G系统是过去5年光传输网建设的主流。2013年，中国联通开始启动100G系统的实验组网；2014年开始大规模商用建设；到今天，100G WDM系统已经成为一、二干业务主要承载平台，实现了全国覆盖，并扩展到本地网。
骨干网方面，200G正成为长途干线传输的新主流。中国联能吃在2017年完成了200G WDM系统试点，并于2019率先在骨干网部署商用，包括32G波特率的16QAM和64G波特率的QPSK。
而对于城域网的需求，唐总认为应对带宽快速的增长，城域网将逐步引入 400G/600G/800G等更高速系统的应用，并倾向于采用可插拔光模块，以获得更高集成度和低功耗。
此外，对于全光网建议方面，唐总指出，中国联通在京津冀的ROADM网络已经全面投入运行，即将开始建设长三角区域ROADM网和珠三角ROADM区域网，从而构建中国联通东部ROADM区域网。
唐总同时提到，面向政企专线业务，中国联通也提出以OTN网络取代SDH/MSTP，为客户提供高带宽，高可靠，高安全，高私密性的专属智能专线业务。
模块化波将应用于数据中心光互联（DCI）
唐总指出：数据中心市场未来几年仍将保持30%左右的年增长率。在中国，运营商的数据中心占比较高。随着MEC推进，边缘数据中心将得到发展。同时，以DC为中心是网络重构的重要方向，带来 DCI需求快速增长。
中国联通正在打造开放的光网络，将模块化波分应用于DCI数据中心光互联。与传统DWDM设备相比，模块化波分传输设备采用服务器型态，模块化设计，支持机架堆叠式灵活扩展，并支持开放解耦组网。
为此，中国联通已启动模块化WDM设备商用，完成了多个厂家的设备验证，线路侧采用 16QAM相干检测的200G；同时验证了多个厂家的光层/电层解耦应用。同时已于2019年底，开始现网商用部署200G波分系统，即将测试验证400G/600G系统。
中国宽带迈向千兆接入 50G PON标准或于2020年9月发布
对于宽带接入网市场的情况，唐总认为中国宽带进入全光时代，迈向千兆接入时代。
2019年，工信部提出在300个城市部署千兆宽带网络，我国开启固网超宽带元年。截至2020年6月，我国光纤接入（FTTH/O）用户4.34亿户，占固定宽带接入用户总数的93.2%；100Mbps及以上接入速率占86.8%；1000Mbps及以上接入速率的宽带接入用户达267万户，比上年末净增180万户。
而同时，全产业链正在共同推动50G TDM PON技术成熟，进一步提升固网接入速率，但这一新技术面临着三个挑战：
1）功率预算的挑战：传输速率翻倍，而接收灵敏度需降低约3dB，需提高发射功率。
2）色散问题，传纤20km困难。色散容限降低到原来的1/4，难以直接传纤20km，需要结合DSP技术。
3）功耗、光器件及封装挑战。需引入SOA增大发射功率，兼容现网 ODN，额外增加SOA使封装难度加大。
同时， Consent 50G PON 技术标准预计将于2020.9发布，当前该 标准的波长规格已基本确定，物理层规格正在研究讨论，FEC最终方案收敛中。
在31日的主论坛中，来自中国联通研究院首席科学家唐雄燕出席本次大会，并带来了《5G云时代的光网络发展》这一精彩主题。
5G发牌一周年，5G与云建设彰显中国速度
唐总表示，过去五年，我国通信业经历了大发展。首先，从接入层看，我国光纤接入从占比40%，提升到2019年的90%多，宽带接入的速率也从10M提升到了今天千兆的时代；第二，在移动通信方面，五年前基站数量是350万站，2019年已经达到840万，到今天已经达到了880万，从数量上来说也已经翻了一番，整个移动通讯的技术从4G走到了5G；第三，从整个光纤光缆长度来看，5年前我国的光纤光缆长度是2000多万公里，到2019年已经达到4700多万公里。综合来看，过去的五年，我国的通信业取得了很大进步和发展。
而进入2020年，正好是我国5G牌照发布一周年，那么这一年我国的通信业发展依然迅速。2020年上半年新建5G基站25.7万个，截至6月底累计达到41万个。 预计年底有望达到70万个，将覆盖全国所有地级以上城市。5G套餐用户数有望超过2亿。此外，GSMA今年3月也大幅调高了对中国5G发展的预测：2020年中国占 全球5G连接比例从2019年3月预测的57%调高到70%；2025年，中国占全球5G连接数比例也从之前的28%调高到 47%，达8.07亿
GSMA预计，2020 至 2025 年间，中国运营商基于移动业务的资 本支出将达到 1800 亿美元，其中约90% 被用于 5G 网络建设。
而同时，5G建设也是新基建的一个龙头和核心，光网络是推动和支撑业务发展的基础，而云计算也对我们通信网络的转型也是有是非常重大的影响，因为网络云化是我们通信网络转型的一个主要方向，将来的通信网络数据中心为中心去构建。
5G前传：光纤资源需求和运维管理的挑战
对于5G前传的建设，唐总指出：5G共建共享的需救济，对前传资源和建设运维提出了更高要求，尤其是光纤光缆资源和网络管理维护能力。
中国电信与中国联通共建一张无线网络，共同使用3.4GHz-3.6GHz的200MHz频谱资源。我们知道100M的资源，需要有三个扇区，就需要6个25G的光模块；那么200M的就需要12个25G光模块，而在今天，我们也在考虑把4G的频率（2.1G）结合起来使用，在这样的背景下将消耗巨量的资源。所以随着5G的发展，需要WDM的方式来解决这个关键资源的消耗问题。此外，未来5G的宏站数量可能跟我们今天4G的数量基本相当。
中国联通推动基于G.698.4的城域接入型WDM发展
当前，采用WDM技术，提高纤芯利用率，解决光纤稀缺区域建站需求是业界公认的最佳解决方案。但不同的WDM技术也应对不同的网络需求。CWDM价格低廉，适宜初期采用，但难以满足5G前传长远发展和易维护的要求。中国电信和中国移动分别提出MWDM和LAN-WDM方案；中国联通则统筹考虑到前传和专线等综合接入，与骨干及核心汇聚层DWDM网络一脉相承，推动面向城域DWDM的G.metro的方案；海外运营商多采用固定波长和可调波长DWDM方案。
中国联通正在推动基于G.698.4的城域接入型WDM发展，实质上，从骨干网到城域核心，再到城域边缘，DWDM下沉已然成为发展趋势。同时，ITU-T也制定了面向城域综合承载的G.698.4标准（G.metro）。将低成本DWDM技术应用于城域边缘接入层，包括移动前传、室内分布和CPE专线接入等场景，提供光波长级连接的硬管道，可以较好地解决城域多业务综合接入对接入主干光缆和配线段光缆的光纤芯数依赖。采用波长可调谐DWDM光模块，具备端口无关，波长自适应特性，系统容量大，且极大简化网络建设和运维，并减少备品的种类和数量。
200G成为长途干线传输新趋势
唐总同时针对骨干城域网的高带宽增长需求提出分析表示。100G系统是过去5年光传输网建设的主流。2013年，中国联通开始启动100G系统的实验组网；2014年开始大规模商用建设；到今天，100G WDM系统已经成为一、二干业务主要承载平台，实现了全国覆盖，并扩展到本地网。
骨干网方面，200G正成为长途干线传输的新主流。中国联能吃在2017年完成了200G WDM系统试点，并于2019率先在骨干网部署商用，包括32G波特率的16QAM和64G波特率的QPSK。
而对于城域网的需求，唐总认为应对带宽快速的增长，城域网将逐步引入 400G/600G/800G等更高速系统的应用，并倾向于采用可插拔光模块，以获得更高集成度和低功耗。
此外，对于全光网建议方面，唐总指出，中国联通在京津冀的ROADM网络已经全面投入运行，即将开始建设长三角区域ROADM网和珠三角ROADM区域网，从而构建中国联通东部ROADM区域网。
唐总同时提到，面向政企专线业务，中国联通也提出以OTN网络取代SDH/MSTP，为客户提供高带宽，高可靠，高安全，高私密性的专属智能专线业务。
模块化波将应用于数据中心光互联（DCI）
唐总指出：数据中心市场未来几年仍将保持30%左右的年增长率。在中国，运营商的数据中心占比较高。随着MEC推进，边缘数据中心将得到发展。同时，以DC为中心是网络重构的重要方向，带来 DCI需求快速增长。
中国联通正在打造开放的光网络，将模块化波分应用于DCI数据中心光互联。与传统DWDM设备相比，模块化波分传输设备采用服务器型态，模块化设计，支持机架堆叠式灵活扩展，并支持开放解耦组网。
为此，中国联通已启动模块化WDM设备商用，完成了多个厂家的设备验证，线路侧采用 16QAM相干检测的200G；同时验证了多个厂家的光层/电层解耦应用。同时已于2019年底，开始现网商用部署200G波分系统，即将测试验证400G/600G系统。
中国宽带迈向千兆接入 50G PON标准或于2020年9月发布
对于宽带接入网市场的情况，唐总认为中国宽带进入全光时代，迈向千兆接入时代。
2019年，工信部提出在300个城市部署千兆宽带网络，我国开启固网超宽带元年。截至2020年6月，我国光纤接入（FTTH/O）用户4.34亿户，占固定宽带接入用户总数的93.2%；100Mbps及以上接入速率占86.8%；1000Mbps及以上接入速率的宽带接入用户达267万户，比上年末净增180万户。
而同时，全产业链正在共同推动50G TDM PON技术成熟，进一步提升固网接入速率，但这一新技术面临着三个挑战：
1）功率预算的挑战：传输速率翻倍，而接收灵敏度需降低约3dB，需提高发射功率。
2）色散问题，传纤20km困难。色散容限降低到原来的1/4，难以直接传纤20km，需要结合DSP技术。
3）功耗、光器件及封装挑战。需引入SOA增大发射功率，兼容现网 ODN，额外增加SOA使封装难度加大。
同时， Consent 50G PON 技术标准预计将于2020.9发布，当前该 标准的波长规格已基本确定，物理层规格正在研究讨论，FEC最终方案收敛中。
