全光网络化是大势

毫无疑问，我们正在进入一个万物互联的世界，而全光纤网络能够确保基础设施可以根据需要不断升级。全光网络的话题，我们之前多次讨论过。现在业内提出2.0概念，是将云网协同赋予光网络更多的内涵，例如具备架构扁平化、调度全光化、运维智能化的特征。实际上，5G是无线的云化的网络，云和网（固网）协同是未来当然的发展方向。所以，在5G时代讨论全光化网络显得尤其必要。

光纤，是未来的通道

之前我们讨论过多次，在智能化全面铺开的新形态互联网时代（普遍的估计，是从2020年开始），无论是工厂还是办公室楼宇，全都在向成本节约、环境保护和高效能源利用的智能化方向发展。而随着智能化水平的提升，配套的网络基础设施也必须赶上步伐。

以往，标准的网络设施用的都是铜，就能满足租户的带宽和服务需求了。然而，如今的科技发展步伐已经远超铜缆基础设施所能支持的水平。而如果对铜缆基础设施进行升级，不但成本过高，而且会陷入一个令人烦恼不已的、推倒重来的循环。铜不仅体积庞大，且需要安装冷却系统，导致可用空间进一步减少，维护成本增加。虽然铜网络前期成本较低，但最终会在维护、更换和租户满意度方面产生高昂的成本。

同时，铜线体积较大，最初设计通过电脉冲传输语音通话数据。由于容易受到诸如温度和电磁波动等环境因素的干扰，铜缆在两公里的距离内传输质量下降得很快。尽管铜缆体积很大，但其张力公差很低。最令人担忧的是，铜缆能够传输电力，而且易被窃听，由此导致网络整体瘫痪。如果缺乏有效的监测技术，受到损坏或磨损的铜缆可能会完全短路，甚至引发火灾。

作为铜的更有效升级替代品，光纤基础设施可提供近乎无限的带宽容量和高度可扩展的系统，确保楼宇能够满足租户在未来多年对服务和应用的需求。从长远来看，选择光纤基础设施不仅能够节约成本，而且随着技术和应用需求的发展，能够确保楼宇为租户提供未来所需的连通性。

所以，这里已经把"光网"的这个"光"显出优越性了。作为一种传输介质，光纤具有巨大的优势，在不同信号传输数量和信息编码或调制速度方面，光纤拥有较高的总带宽潜力。所以我们说，光纤是国家电网络的核心所在。无论是WiFi、4G还是DSL，世界上大部分的互联网流量最终都是通过光缆传输的。

更直接地讲，要想了解光缆的优良品质，我们必须首先清楚光缆中每一根细至头发丝状的光纤，在制造过程中的所需要达到精确度。为了使光缆在远距离传输过程中不丟失任何编码信息，每根光纤都必须极其纯净、清晰。为了达到如此高标准的清晰度，制造商必须严格监控制造过程的方方面面，因为密度上的任何细微差异都会引起光散射现象，导致信号丟失。

尽管光纤的优势非常顯著，但出于对复杂性和高昂成本的担忧，许多网络所有者迟迟不愿意采用。两者相比，铜缆的成本并不比全光纤网络低多少。虽然光缆的初始安装成本可能高于铜缆，但光纤的耐久性和可靠性可以降低总拥有成本（TCO）。此外，随着科技的发展，光缆和相关组件的成本还将持续下降。

铜缆向光纤的迁移其实并不困难，因为有专门的光纤收发器，可以实现从旧有的铜缆系统向光纤基础设施的无缝迀移，且不会导致现有系统中断。根据网络类型、链路速度和距离的要求，有多种规格的光纤收发器可供选择。此外，在过渡过程中，光缆也可与现有硬件兼容，无需进行大规模调整，亦不会增加额外费用。

更重要的是，光纤在全球5G的发展中起着主导作用。虽然5G是无线网络，但它们几乎完全回传到光纤网络。因此，各大运营商正在向5G基站部署非常庞大的新光缆，以便处理5G预期的所有网络流量。

光网的扁平化特质

架构扁平化主要体现在，骨干网一二干融合;城域WDM/OTN下沉到边缘;以及需要光层直达，减少电再生及L2/L3层处理，从而实现端到端毫秒级低时延。对于城域WDM/OTN下沉到边缘，李俊杰表示，光纤直驱方式存在消耗光纤、距离受限、成本高、保护及OAM能力弱等问题，因而WDM/OTN下沉到接入汇聚点（即综合业务局站）是综合业务承载的发展趋势。

在低成本WDM的速率选择和技术路线方面，业内的观点在于：对100G速率，优先相干技术路线，DWDM，引领产业链成熟和降成本，目标<1000美元/100G;对于25G/50G速率，只关注非相干技术路线，重点关注PAM4调制，积极引领产业链成熟。

所以，专家建议这两年可考虑引入低成本25G/50G CWDM/LWDM应用，远期看好低成本100G相干。与此同时，波长可调谐激光器已经成为制约DWDM技术下沉应用的主要成本壁垒，亟需国产化突破。

而对于运行维护的智能化，开放的光网络则更有必要性。端到端智能管控，"可视可管"能力开放，实现全网统一智能管控及网络能力开放，与此同时基于大数据和AI实现智慧化网络运营。这种格局的产生，主要体现在光网络的开放和分解两方面。开放主要是实现纵向的、控制平面和数据平面的解耦;分解主要是实现横向的、数据平面硬件之间的解耦。

如此一来，软件化定义光网络（SDON）就变得很必要了。实际上，将软件定义网络（SDN）技术和传送网络技术相结合，自从出现以来就成为传送网管控领域的研究热点。目前，SDON已经在分组传送网络（PTN）以及光传送网（OTN）中有了诸多应用，在网络管控架构、信息模型、南北向接口等方面形成了一系列标准。随着5G时代的到来以及云化专线等应用需求的出现，传送网管控系统和上层业务协同编排的交互联动需求更加明确和强烈，协同管控、统一管控、网络切片管控和智能运维成为新的研究热点。而这正是下一个章节要谈的重点。

软件化定义光网络是个热点话题

目前，SDON国际和国内标准化体系已基本完善。而在国际标准化方面，ITU-T、ONF、IETF等国际标准化组织针对SDON的标准化工作已经基本完成，当前聚焦5G管控技术的研究以及传送网相关信息模型的完善工作。

应该这么理解，随着5G时代的到来以及云网协同等应用需求的出现，软件定义光网络出现了一些新的研究热点，包括统一协同管控、多层网络管控、网络切片管控、智能运维、基于控制器的保护恢复等。

无论是统一管控成为SDON控制器部署的主流方案，还是SDON需要应对多层网络管控挑战，这一切都是为了支持网络平滑演进，保护既有网络投资，同时使得网络控制器的控制功能和传统的管理功能具备一致的用户体验，运营商网络存在统一管控的需求。

业内观点认为，下一代传送网支持多个网络层次，软件定义光网络相应需要具备多层、多域的网络管控功能。多层多域的网络管控可采用统一的多层管控网络模型，通过对模型的裁剪和扩展来实现。此外，传送网管控系统还应具备多层网络资源的规划和优化功能，实现多层网络资源的最优配置。

显然，5G承载网络切片需求逐步明确，即针对eMBB、uRLLC、mMTC等不同的业务类型提供不同的网络切片。与此相应，网络切片的管控成为管控系统的重要内容。其中，由于网络切片需要智能规划，网络切片管控应具备网络规划和优化的功能，承载网管控系统应引入新的切片规划和优化部署功能;对于切片管控流程，自动化部署和监控是5G网络切片的基本需求，应形成切片资源的"发现、创建、运维"的闭环流程，实现网络切片的自动化部署和运维，承载网络应支持手工切片功能。

而且，基于对承载网络的大数据分析，通过引入机器学习能力，可以实现以业务为中心的智能排障、基于AI的智能故障分析和智能故障自愈、基于业务性能監测的规划优化等智能化网络运维能力。为了实现智能化网络运维，在多厂商、多区域、多技术网络环境下，应定义统一的数据模型，提取承载网络的数据，以便进行网络行为分析。此外，还应定义行为模型，如制定故障处理模板、流量预警模型等，指导网络的智能运维。

后记

借光网络分解的机会，全光网络化是大势已毫无疑问。随着全球对虚拟现实、增强现实和物联网等高带宽技术的日益依赖，有线网络必将面临前所未有的压力。有专业机构指出，要想解决该问题，必须投资发展末端光纤，或发展拥有高度集中的蜂窝基站和接入点的光纤网络。所以，如果没有更多的末端光纤支持，没有全光网络的支持，运营商将无法在2021年之前实现预期的四倍的移动数据流量増长。所以，适当的网络规划能够确保网络的灵活扩展，满足未来网络速度和带宽的增长需求。况且，随着5G时代的到来以及云化专线等应用需求的出现，软件定义光网络出现了诸多新的研究热点。