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突破带宽极限, 迈向全光网2.0时代

2019年04月01日 文/靳玉志,华为传送与接入产品线总裁

面对5G时代的网络承载需求,全球光网络产业需要面向未来10年构筑核心能力,以全面拥抱5G时代的战略机遇。

来自GSMA的预测数据显示,到2025年,全球将会有13亿人用上5G,5G网络覆盖率达到40%,5G移动终端的连接数量将达14亿。5G的到来将为VR、AR、直播等沉浸式个人业务带来关键性发展机遇,同时还将进一步激发企业市场活力,为汽车、无人机、智能制造等领域的业务模式创新奠定坚实的基础。

另一方面,统计数据显示,目前全球已有超过9.67亿户家庭接入了宽带,49个国家的286家运营商发布了千兆宽带业务。智能家居、智慧家庭等创新性家庭业务的涌现,也将推动构建以家庭为核心的新型商业形态。

2C/2B/2H创新业务的井喷将驱动CT产业迈入新的发展纪元,然而业务量的爆炸式增长,也对运营商的承载网提出更大挑战。

以带宽驱动的承载网发展模式面临巨大挑战

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在2C领域,数据流量不限量套餐的推出,使众多的移动运营商面临增量不增收的窘境;2B领域,运营商面临来自云服务提供商越来越多的挑战,尤其是在企业业务的灵活开通、按需服务等方面与之存在较大差距,无法充分发挥其网络联接优势,在企业数字化转型的战略市场空间被不断压缩;在2H领域,用户的带宽需求保持快速增长,然而宽带用户体验却未有本质性的提升,用户对运营商新兴业务缺乏兴趣。以带宽驱动的商业模式已无法支撑运营商收入的有效增长,而带宽提升所带来的光纤资源紧缺、机房资源不足等问题却异常突出。与此同时,业务的多样性使得网络的复杂度进一步提升,网络的运维成本大幅提升,大量运营商的OPEX在TCO的占比已经超过70%,且仍在持续增长。

另一方面,从承载网的发展演进来看,整个产业发展模式也已经走入瓶颈。过去10年,基础承载网实现了从铜线网络向全光纤网的升级,从介质上解决了网络容量受限的问题,通过接入网和传输网的全面光纤化,实现了家庭宽带从512K向10M、100M,甚至1G、10G的演进。迈入全光纤网络后,光传输网络的发展演进以单波速率的提升为基础,从10G、40G、100G到200G/400G,然而基于香农定理,信道容量(单载波速率)受限于信噪比(传送距离)和信道带宽(有效谱宽),单载波速率无法无限增加,尤其是迈入200G/400G后,传输速率和传输距离之间的平衡已经异常艰难。而光接入网的发展演进则以家庭上下行带宽提升为基础,从EPON/GPON、10G EPON/10G GPON,到XGS-PON,光接入网始终聚焦于为用户提升更大的带宽,然而却无法保证端到端的业务质量。

追根溯源,承载网以带宽为驱动的发展模式已经无法有效支撑运营商的价值增长。

重新定义下一代全光网

全球全光网络产业已经迎来了代际演进的拐点,上下游产业需要共同去思考下一代全光网络的发展方向,而以用户体验为中心构建下一代全光网络已经成为整个产业的基本共识。

我们认为下一代全光网络需要具备以下三大关键特征:

以摩尔定律驱动带宽升级:网络需要引入摩尔定律加速技术创新进程,实现全光网络设备容量的周期性提升,实现单bit成本的持续性下降,有效支撑各类创新性业务的带宽诉求。

极简站点:网络需要持续性简化网络层次,提升站点集成度,大幅降低网络建设成本,包括机房空间、设备和空调的功耗、人工连纤和调度的成本。

向自动驾驶网络演进:网络需要具备自动化、智能化能力,可以支撑新业务的敏捷发放,缩短新业务上线时间;同时支持智能运维,通过故障的精准预测和自动定位,有效降低OPEX,为最终用户提供端到端的体验保障。

未来的全光网络将与最终用户的体验密不可分,我们需要从过去以带宽驱动的管道思维,转向以体验驱动的用户思维,使全光网络可以根据不同的用户需求灵活调配网络资源,在全面确保用户体验的同时,使能运营商的商业成功,这也是华为提出全光网2.0(Optical Networking 2.0,ON2.0)的核心出发点。

华为全光网2.0使能产业代际演进

华为致力于打造无所不在的联接,希望上下游产业共同推动构建以用户体验为中心的下一代全光网络。基于此,华为发布了全光网2.0战略,以新速率、新站点、新运维使能整个全光网络产业的代际演进。

新速率:以单波200G/400G作为下一代光传输的标准速率,通过芯片创新、频谱创新不断逼近香农极限,实现光纤传输速率的持续提升;以对称10G PON作为下一代光接入的标准,基于ODN、ONT等最后一公里环节的持续创新,实现体验可保障的家庭Wi-Fi接入。

华为推出业界首个单纤Super C解决方案,提升50%的光纤资源利用率;Super 200G/400G方案基于华为最新的OptiXtreme系列oDSP芯片,支持200G~600G多种速率可调;业界最高速率、支持Wi-Fi 6标准的对称10G PON ONT,可提供10Gbit/s双向极速传输、零卡顿的极致Wi-Fi体验、实现全屋无死角覆盖,为用户打造电信级的家庭Wi-Fi体验。

新站点:基于光层和电层的持续创新,推动光电融合、全光交叉的规模应用,简化骨干网、城域网的网络层次,实现2C/2B/2H统一承载;通过技术、平台的创新,实现同轴电缆、铜线、光纤等多种介质的统一接入,多种PON接入模式的融合,大幅简化CO站点。

华为业界首发全光交换的OXC产品,实现站内零光纤连接,降低80%的机房空间和60%的功耗;采用业界首款自研OTN+芯片,实现对5G时代2B、2C、2H不同场景、多种业务颗粒的融合承载,降低80%以上的时延,提升30%以上的带宽利用率,大幅节省站点的设备种类和运维成本;业界首个6模合一的Flex-PON2.0解决方案,帮助运营商保护已有投资,降低工程改造成本,打造极简CO站点,节省20%的TCO。

新运维:构建智慧光网,面向具体的商业场景孵化自动化、智能化解决方案,推动业务自动发放、网络的智能化运维,从而大幅缩短新业务上线时间,有效降低网络故障率,提升运维效率,并改善用户体验。

华为推出业界首个智能家宽运维解决方案,通过分段定界,精准定位引发弱光位置,减少30%的上门整改;通过用户报障原因在线分析,提升20%的上门处理效率;支持端到端接入网络拓扑还原,网络状态回放,快速定位网络故障。同时,华为还发布了品质专线解决方案,通过对网络资源的可视可管及分析预测,实现规划即部署,TTM缩短20%;结合人工智能算法和海量故障专家库进行深度机器学习,预测性分析光网络故障隐患,将事后被动维修转换为事前主动预防;支持光网络一键式智能调优,结合告警压缩和故障根因定位,大幅缩短排障时间,运维效率提升30%。华为发布的业界首个管控析合一的网络云化引擎(Network Cloud Engine,NCE),构建网络数字大脑,以支撑全生命周期自动化。

加速全光网2.0创新孵化,实现商业闭环

在推动整个全光网络产业迈入ON2.0时代的过程中,华为也在全面推动全光网络技术创新的商业孵化,实现从技术创新到产业创新,最终实现商业创新的闭环。目前华为已经在多个领域帮助运营商实现了商业模式的创新,使能其商业价值最大化。

在高速传输领域,2019年2月,阿联酋电信运营商Etisalat与华为完成业界首个单波600G创新试点,本次试点奠定了Etisalat在传送网技术创新上的领先优势,验证了单波600G已经具备大规模商用的能力,将有效支撑其未来新兴业务的拓展。本次创新试点很好地完成了既定内容验证,尤其是单波600G的关键指标,如传输性能、稳定性、可靠性等,均超出预期。

在企业专线领域,2018年11月,华为助力中国移动打造了全球最大的OTN品质专线网络。华为的OTN品质专线解决方案帮助中国移动构建了时延最优、覆盖最广、高可靠、支持云网协同的高品质专线网络,大幅提升了其专线产品的竞争力,帮助其有效拓展政企高价值专线市场。

在宽带接入领域,2019年2月,华为与中国移动开展联合创新,通过引入华为智能家宽运维解决方案,帮助中国移动大幅提升了用户体验,该方案将帮助北京移动大幅提升运维效率,降低故障上门率,显著减少客户离网。

面向未来,华为还在携手全球领先运营商共同探索面向下一代全光网络的业务场景,开展NetCity联合创新,以DevOps的模式实现创新方案的快速导入,帮助运营商最大化商业价值。我们相信,全光网络产业仍具有广阔的发展空间,全光网2.0将引领全球全光网络产业迈入新的发展纪元。华为将携手全球运营商、产业合作伙伴共同开启全光网的新时代,构建万物互联的智能世界。

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