近年来,我国光网络产业的发展一直呈现出良好的势头,逐渐形成了比较完备的光网络设备产品体系,在技术、服务、成本等多种有利因素的推动下,诸如华为、中兴等龙头企业迅速崛起,逐渐成为全球光通信产业的中坚力量。除此之外,不管是在技术研发方面,还是在产品性能方面,我国都取得了长足的发展,并逐渐摆脱跟随者的角色。
虽然在光通信领域取得了飞速的发展,但是当下光网络正面临着巨大的挑战。数据流量的激增是当下不可回避的现实,随着全球信息化发展和ICT融合加剧,IT理念渗透到传统通信的各个领域,数据流量会呈现几倍,甚至是十多倍、数十倍的增长,激增的数据流量对底层光网络设备带宽和容量提出了更高要求。
同时,新型业务的随机性、突发性、多边性等让业务的管理控制更加复杂。而在数据中心方面,单一数据中心业务集中、规模扩张、多数据中心管理分散、跨数据中心业务部署难度大等问题都使得传统架构难以支撑。
要解决这一问题,光网架构变革势在必行。
后100G时代,400G唱主角
移动互联网的飞速发展、互联网应用的日渐丰富以及视频等大带宽业务的兴起,让高带宽光传送网浮出水面,并且成为业界关注的目标。在这一趋势的推动下,光网络正在持续演进,从曾经的10G走到40G、100G。基于技术的领先性,100G的市场一度被看好,而且对于100G整个产业的未来发展,业界也高度看好。
现如今,100G技术已经非常成熟,并且迈向了商用。事实上,从2012年起,100G就已经展现出成熟的趋势,并且在开始了规模化商用。
2012年100G网络在欧美地区的广泛部署,在全球前30名的电信运营商中有近2/3进行了部署。在设备商方面,华为在近两年的时间里为全球运营商建设100个100G商用波分网络,总长逾16万公里。阿尔卡特朗讯的100G光纤技术在单根光纤上可支持高达8.8Tbps的传输容量,帮助NCN在俄罗斯实现智慧城市的建设。烽火通信也在武汉电信、马来西亚电信、广东电信、黑龙江移动、泰国CAT中积累了大量的100G规模商用案例,全球大量100G网络的发布。在数字上,仅仅2013年一年,100G的收入逼近全球光传输市场的15%。
这一切都表明100G产业已经成熟并走向规模商用。事物的发展都有两面性,虽然100G技术取得了长足的发展,但是随着这一技术的普及,100G市场开始出现整体设备价格大幅下降的局面,这对于很多原本就尚处发展期的芯片、器件商而言,冲击无疑是巨大的。不可否认的是未来几年100G的应用规模还将继续扩大,但是上下游产业链会因为成本问题遭受生存挑战。
100G的技术成熟,可以在一定时间内满足数据流量不断攀升的需求,但是随着互联网、移动互联网以及物联网的飞速发展,用户业务需求不断变化,数据流量不断攀升,业界并不满足于100G。目前超100G技术正逐渐走向成熟,光网传输正在从100G向超100G迈进,而400G或许就是100G的下一站。当下,骨干网迈向400G已经成为业界共识。
事实上,100G还未出现多久,400G技术便出现了。2012年初,阿尔卡特朗讯就首家发布了400G PSE商用芯片,随后Ciena也发布了400G商用芯片。这之后,华为、中兴等设备厂商纷纷研发推出了400G产品。但在当时400G产品仍旧问题多多,短时间内并不能实现真正的规模商用。
如今,400G这样更快、更强的超高速光传输技术正在走向成熟,面向未来的1T技术研究也已经展开。或许,当下现有技术并不足以完全支撑400G/1T全面取代100G,但是随着超级信道等新技术的成熟,这一目的将会很有可能实现。据相关专家预测,预计到2017年左右,400G技术才会开始逐步商用。
骨干网换档 超低损耗光纤助力
光纤之于通信行业的重要性是不言而喻的,正如中国工程院院士、中国光纤之父赵梓森所说:“光纤是互联网的物理基础,光纤的诞生引发了一场通信技术的革命。”作为技术革命中的新兴技术,光纤通信发展迅速,不断实现智能化,以适应移动互联、物联网等新需求。
光网从100G时代迈向400G时代,光纤在其中扮演着重要的角色。当下,光纤技术正在向低损耗、低成本、新材料、新工艺发展,这无疑为400G系统奠定了良好基础。400G时代的到来,对现有的网络提出了更高的要求。这不仅意味着设备性能需要提升,研发新型光放技术,也意味着业界需要寻找到一种更加适合大容量,远距离传输的新型光纤。
随着相干接收和DSP技术的发展,光纤色散和偏振模色散不再是光线长距离传输的主要限制因素,而光纤衰减和非线性效应才是。要提高400G的传输距离,就要在降低光纤损耗上下功夫。
在超低耗损光纤的研发上,过去是国外厂家垄断。康宁在此领域做得比较出色,已研发出最低损耗达0.146dB/km的光纤,在1560nm达到最低损耗0.146dB/km,在1550nm处损耗为0.1467dB/km。随着光纤技术的研究发展,我国开始出现一些超低损耗光纤制造厂商,如长飞,G.652/G.654规格超低损耗标准的发布,打破了国外厂家对超低损耗光纤的垄断。亨通依托自身的技术研发能力,推出了超低损耗大有效面积G.654光纤,这是国内首个单独自主开发的原创性超低损耗大有效面积单模光纤,是专门为100G及400G高速大容量光纤通信系统设计的高科技含量产品。
低耗损光纤的打造为400G的部署提供了支持,也成为光网络架构变革的基石,随着光纤技术的不断推进与提高,光网络架构将会朝着更加快速、高效的方向发展。
SDN化是现在也是未来
随着移动互联网、云计算、大数据、物联网等新技术和业务应用的飞速发展,运营商传统的网络架构在应对快速业务创新、商业模式创新等方面正面临巨大挑战。对此,业界普遍认为,SDN将成为运营商创新网络架构的未来方向。
在2013年SDN技术还是处于“测试验证年”,如今,SDN作为一种新技术趋势,正越来越受到运营商的青睐,有研究表明,约93%的运营商将在未来五年陆续部署SDN网络。目前国际上Verizon、NTT等已积极展开SDN测试,同时AT&T、BT、法国电信等在2012年共同发起成立了网络功能虚拟化(NFV)产业联盟。
国内三大运营商中国移动、中国电信、中国联通也纷纷展开SDN研究。在SDN化的探索上,中国移动起步较早,基于既有的PTN网络进行SDN化演进成为其解决LTE网络承载问题的重要方式,而与华为的业务合作也逐步推动了S-PTN技术的落地应用,目前中国移动已经进一步扩大了S-PTN技术的应用范围,并尝试进一步推广;中国电信SDN研究步伐也在加快,最明显的表现是与华为合作,基于大客户专线网络实现了SDN的应用。
SDN之所以如此深受欢迎,主要是因为SDN独有的网络抽象虚拟、集中智能管控、开放与创新等关键特征。当下,运营商网络面临着业务飞速增长、业务部署开通周期长等方面的压力,现有的网络架构复杂而僵硬,很难迎合发展的需求。SDN则能很好地解决这一问题。
与传统网络架构相比,SDN实现了网络虚拟化、IT化以及软件化:采用SDN架构后,底层只负责数据转发,上层负责集中的控制功能通过远程、自动配置部署和运行网络,提供所需网络功能、参数以及业务。
SDN在降低网络成本、增强业务创新能力方面有着突出优势,并且可以使传统繁杂的网络变得更加灵活、快速响应用户需求,从而为网络带来巨大变革。SDN在光网架构变革中锁起的重要作用已不容忽视,正如中国电信集团科技委主任韦乐平所言,如今,运营商的网络架构必须重新架构、重新设计、重新定义,包括SDN/NFV在内的网络架构变革对运营商来说生死攸关。
成绩与困境并存
云计算、互联网、数据中心的飞速发展,对光网络体系架构面临变革提出了要求。现实是,尽管运营商、设备商积极探索相关技术创新和网络发展演进,但是在这方面取得的成效还是不够显著。
当下,虽然我国光网络设备产业目前已取得了较好发展,但面对新型应用和竞争需求,也暴露出一些亟须解决的问题与挑战。但不可否认的是,我国光网络产业链上游关键环节产业化水平还不是太高,成为制约我国光网络设备产业进一步发展阻碍因素。比如位于光网络设备上游关键环节的光器件芯片,由于核心技术缺失,在研发能力和产业化水平方面比较薄弱,直接导致相应的光器件及模块受到严重制约,供应链安全没有保证。
未来,光网络将向高速、大容量、智能、分组、绿色和低成本方向演进。要想迎合光网络架构变革的趋势,就要在加强技术创新力度,转变传统运营体系上下功夫。
