三是我国干线的近中期扩容策略抉择。为规避干线网的频繁升级扩容,干线系统原则上应继续遵循4倍的容量台阶为主体的扩容节奏,即从目前的N*100Gbps直接升级至N*400Gbps系统;在局部拥塞路段,可先行升级至N*200Gbps系统。

中国电信传送网最大链路容量趋势来看:2008-2018年实际传送网最大链路容量年均增长42%;2018年-2023年的增长率仍然可能达到18%;2019年最大容量突破100Tb/s,2023年最大容量突破200Tb/s。

而从中国电信传送网最大节点容量趋势来看,2008-2018年实际传送网最大节点容量年均增长40%;2018-2023年的增长率仍然可能达到20%,但增速减半;2019年最大容量突破300Tb/s;2023年最大容量突破600Tb/s。全光节点的容量演进来看,2017年20维WSS,2019年32维WSS,2023年有可能做出64维WSS。

韦乐平认为“容量危机”终将出现:首先,从扩容路径的全视图来看,光通信扩容的基本维度资源包括幅度、相位、频率/波长、偏振、时间、空域留个维度,前面所说的WDM维度的扩展和TDM维度的技术选择进展终究潜力有限,难以应对长期容量压力;其次,目前唯一未被充分开发利用的只剩下空域资源,即靠增加空间并行传输信道数来扩容;同时,中长期来看,使用更多光纤、特别是路由光纤紧缺区域;此外,长期来看,开发多芯少模光纤乃至角动量复用技术,但仍在早期研究阶段,其经济性也不清楚,还有应用层面的容量节制和编码进步依然是必须的。

五个维度建好全光网

既然“容量危机”终将出现,那么全光网就成为必由之路。不过,全光网面临哪些挑战?又该如何应对?韦乐平提出以下几点:

第一,需要降低全光网的恢复时间。目前全光网恢复时间几分钟,希望降至10秒级乃至秒级。降低网络恢复时间的思路大致分为四种:一是要根据业务价值实施业务分级,确保高价值业务的恢复时间,甚至可以提前下发保护路由链路表;二是集中算路+分布控制架构,引入集中算路PCE,有效避免重路由的波长冲突,减少恢复时间;三是引入SDN,可望最佳地利用全网带宽资源,缩短收敛速度,减低时延,SDN还可根据上报链路情况,获取时延最短业务路径;四是引入ML,实现光性能劣化、光纤或设备故障的预测,节省业务调测和恢复时间乃至主动重路由。

第二,需要降低全光网的成本。ROADM能否进一步向网络边缘扩展的关键是成本,而降低成本的关键是技术创新和规模经济。物理层创新方面,一是去掉网络边缘不必要功能和不必要温度要求等,放松器件要求、省掉加热器和致冷器等,二是创新设计新一代光交换器件;网络层创新方面,走向SDN控制的、软硬解耦的“灰盒”乃至“白盒”,接口开放和标准化,数据面互操作,从而推动光网络的开放生态;规范统一F5G方面,为获取全球蜂窝那样的巨大经济规模好处,减少碎片化私有规范,有必要规范一个具有统一定义、架构、功能、容量和性能的F5G。

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