全光運(yùn)力研究報(bào)告

目 錄一、全光運(yùn)力發(fā)展背景 1(一)運(yùn)力協(xié)同支撐數(shù)字經(jīng)濟(jì)加速發(fā)展 1(二)OTN全光技術(shù)構(gòu)筑運(yùn)力堅(jiān)實(shí)底座 2二、全光運(yùn)力需求特性 3(一)算間互聯(lián)：超大帶寬、超低時(shí)延、高效協(xié)同 3(二)用戶入算：便捷接入、安全可靠、靈活敏捷 7(三)運(yùn)力管控：跨域大網(wǎng)管控、算網(wǎng)協(xié)同、資源智管 9三、全光運(yùn)力目標(biāo)架構(gòu) 10四、全光運(yùn)力關(guān)鍵技術(shù) 11(一)超大帶寬 11(二)超低時(shí)延 14(三)安全可靠 16(四)泛在覆蓋 18(五)靈活敏捷 20(六)智能管控 22(七)綠色節(jié)能 24五、全光運(yùn)力評(píng)估指數(shù) 25六、全光運(yùn)力未來展望 27圖目錄圖1信息基礎(chǔ)設(shè)施提供算力和運(yùn)力 2圖2“冷、溫、熱”數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)延需求 5圖3云、邊數(shù)據(jù)中心互聯(lián)需求 6圖4全光運(yùn)力目標(biāo)架構(gòu) 11圖5高速線路技術(shù)方案 12圖6頻譜擴(kuò)展技術(shù)線路 13圖7全光運(yùn)力時(shí)延優(yōu)化規(guī)劃 15圖8全光交叉OXC系統(tǒng) 16圖9光電切片隔離 17圖10單節(jié)點(diǎn)光電保護(hù)協(xié)同 18圖11OTNP2MP組網(wǎng)技術(shù)架構(gòu) 19圖12波長(zhǎng)數(shù)擴(kuò)展技術(shù) 20圖13全光運(yùn)力多維靈活感知 21圖14光電協(xié)同調(diào)度 22圖15多因子算路技術(shù) 23圖16光纖鏈路質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng) 24圖17全光運(yùn)力多層次節(jié)能技術(shù) 25圖18全光運(yùn)力指數(shù)1.0 26表目錄表1各省數(shù)據(jù)中心規(guī)劃及出局帶寬預(yù)估 4表2新型光纖G.654.E與G.652.D典型參數(shù)對(duì)比 13表3全光運(yùn)力指數(shù) 27一、全光運(yùn)力發(fā)展背景(一)運(yùn)力協(xié)同支撐數(shù)字經(jīng)濟(jì)加速發(fā)展新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在席卷全球，產(chǎn)業(yè)數(shù)字化深入展，數(shù)字經(jīng)濟(jì)成為支撐經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要引擎。在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代，大數(shù)據(jù)的運(yùn)送、計(jì)算、加工產(chǎn)生新動(dòng)能，賦能行業(yè)新應(yīng)用、催生新業(yè)態(tài)、推動(dòng)生產(chǎn)力發(fā)展。數(shù)據(jù)要素的往復(fù)循環(huán)，支撐了各種不同場(chǎng)景。信息基礎(chǔ)設(shè)施提供蓬勃的算力和運(yùn)力，成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的堅(jiān)”劃和25景標(biāo)指要局信礎(chǔ)施合基礎(chǔ)設(shè)施、創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施等新型基礎(chǔ)設(shè)施，其中信息基礎(chǔ)設(shè)施包括以千兆光網(wǎng)、G為代表的通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，以人工智能、云計(jì)算等為代表的新技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施，以數(shù)據(jù)中心、智能計(jì)算中心為代表的算力基礎(chǔ)設(shè)施，見圖1。算力基礎(chǔ)設(shè)施提供超強(qiáng)算力，通信網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施提供強(qiáng)大數(shù)據(jù)運(yùn)力，算力和運(yùn)力賦能千行百業(yè)，成為支撐數(shù)字經(jīng)。源中信通研院圖1信息基礎(chǔ)設(shè)施提供算力和運(yùn)力(二)TN全光技術(shù)構(gòu)筑運(yùn)力堅(jiān)實(shí)底座政務(wù)、醫(yī)療、金融、教育等行業(yè)數(shù)字化加速轉(zhuǎn)型帶來算力的旺盛需求，對(duì)運(yùn)力相應(yīng)也提出了高效、可靠和確定性等高品質(zhì)要求，傳絡(luò)ON技主撐全備帶超低時(shí)延、安全可靠等原生技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使其在新一輪數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展中。加快發(fā)展和建設(shè)全光運(yùn)力，已成為業(yè)界多方關(guān)注焦點(diǎn)。02年2月，國家發(fā)改委、中央網(wǎng)信辦、工業(yè)和信息化部、國家能源局合印發(fā)通知，同意在京津冀、長(zhǎng)三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝、內(nèi)蒙、、、等8啟設(shè)算紐數(shù)西算”工程正式全面啟動(dòng)，優(yōu)化東西部間互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和樞紐節(jié)點(diǎn)間直連網(wǎng)絡(luò)是其中一項(xiàng)重要的任務(wù)。國家“十四五”規(guī)劃提出發(fā)展“千兆網(wǎng)工信部息業(yè)五》步光運(yùn)力的發(fā)展提出了明確的要求和目標(biāo)“部署骨干網(wǎng)2G0G超大量傳統(tǒng)造P特骨傳力引導(dǎo)1G更高率輸向域沉快送ON設(shè)綜接節(jié)用延部方也重視ON光的發(fā)展，山東、湖北、陜西、廣西、云南、安徽等地的雙千兆協(xié)同發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃中，相繼提出“推廣部署全光交叉（OC“加1G0bs及以上超高速光傳輸系統(tǒng)向城域網(wǎng)下沉，光傳（ON）節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步向網(wǎng)絡(luò)邊緣延伸”等要求。21年11月，中國信《網(wǎng)20術(shù)書指設(shè)融的信息基礎(chǔ)設(shè)施，全光網(wǎng)是新型信息基礎(chǔ)設(shè)施的基石。21年11月，中國移動(dòng)發(fā)布《算力網(wǎng)絡(luò)白皮書，提出網(wǎng)絡(luò)基于全光底座和統(tǒng)一P承載技術(shù)，實(shí)現(xiàn)云邊端高速互聯(lián)，滿足數(shù)據(jù)高效、無損傳輸需求。22年5月，中國聯(lián)通發(fā)布《算力時(shí)代的全光底座白皮書，提出數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展依賴運(yùn)力和算力，對(duì)全光底座的發(fā)展進(jìn)行了系統(tǒng)闡。二、全光運(yùn)力需求分析產(chǎn)業(yè)數(shù)字化正在成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要引擎，千行百業(yè)加上云，其中具備大帶寬、低時(shí)延、安全可靠等內(nèi)生特性的全光運(yùn)力不可或缺，同時(shí)在算間互聯(lián)、用戶入算、運(yùn)力管控等方面提出了新。(一)算間互聯(lián)：超大帶寬、超低時(shí)延、高效協(xié)同樞紐間互聯(lián)提升超大帶寬需求數(shù)據(jù)中心帶寬大幅增長(zhǎng)，對(duì)運(yùn)力樞紐出口帶寬帶來巨大挑戰(zhàn)。立8，將東部算力需求有序引導(dǎo)到西部，促進(jìn)東西部之間算力高效互補(bǔ)和協(xié)同聯(lián)動(dòng)。受新基建、數(shù)字化轉(zhuǎn)型等國家政策推動(dòng)以及企業(yè)降本增需驅(qū)我據(jù)心來迅，至22年6底，過50近20，近五年年均復(fù)合增速超過3%。其中，大型數(shù)據(jù)中心機(jī)架規(guī)模增長(zhǎng)到81，計(jì)大節(jié)規(guī)模計(jì)超50機(jī)，到25單樞紐節(jié)點(diǎn)的出局帶寬將超過百T（見表1。21年各省市互聯(lián)網(wǎng)省際出到0Ts十Ts，西部地區(qū)的寧夏則僅有.Ts，各省市現(xiàn)有省際出口帶寬無法滿足未來運(yùn)力樞紐節(jié)點(diǎn)的出局帶寬需求。另一方面，西部樞紐以服務(wù)超7，預(yù)計(jì)骨干網(wǎng)帶寬將增加10T以上，對(duì)樞紐之間運(yùn)力帶寬同樣提出。表1各省數(shù)據(jù)中心規(guī)劃及出局帶寬預(yù)估樞紐2025年機(jī)規(guī)劃（萬架）每機(jī)架寬（Mbps）2025年出帶寬預(yù)估（Tbps）2021年互聯(lián)網(wǎng)省出口帶寬現(xiàn)狀（Tbps）廣東韶關(guān)50~50018097.1（廣東）長(zhǎng)三角上海28~50010067.2（上海）寧夏中衛(wèi)66~5002309.62（寧夏）甘肅慶陽30~50011023.4（甘肅）貴州貴安80~50028031.5（貴州）數(shù)據(jù)來源：中國信息通信研究院《數(shù)據(jù)中心白皮書22》源工和息部2021通業(yè)度計(jì)據(jù)》算間互聯(lián)催生確定性低時(shí)延需求數(shù)據(jù)中心互聯(lián)需要穩(wěn)定與可靠的低時(shí)延。按照業(yè)務(wù)對(duì)時(shí)延的感性差異，可劃分為熱業(yè)務(wù)、溫業(yè)務(wù)和冷業(yè)務(wù)，三類業(yè)務(wù)調(diào)度需求求1ss而AI異地災(zāi)備等冷業(yè)務(wù)時(shí)延需求不敏感，見圖2。網(wǎng)絡(luò)時(shí)延越低，可牽引多務(wù)部全體數(shù)心創(chuàng)系力樞紐實(shí)施方案》中明確提出，樞紐之間數(shù)據(jù)中心端到端單向網(wǎng)絡(luò)時(shí)在2ms。來源：中國信息通信研究院圖2“冷、溫、熱”數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)延需求全光運(yùn)力需面向數(shù)據(jù)中心布局優(yōu)化端到端時(shí)延。部分樞紐集所在地，不是傳統(tǒng)的中心城市，網(wǎng)絡(luò)層級(jí)較低、使得樞紐間的互聯(lián)還存在路由繞行等情況。據(jù)全球互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)感知平臺(tái)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國骨干網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)內(nèi)平均時(shí)延為39s，骨干網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)間平均時(shí)延為31s與數(shù)樞之時(shí)要在大。光力亟需對(duì)東西部樞紐節(jié)點(diǎn)之間及地市數(shù)據(jù)中心的互聯(lián)路由進(jìn)行優(yōu)化，完善樞紐及地市數(shù)據(jù)中心直連網(wǎng)絡(luò)，通過光纜拓?fù)鋬?yōu)化及光層交叉。算間高效協(xié)同催生組網(wǎng)架構(gòu)優(yōu)化云、邊多數(shù)據(jù)中心協(xié)同，要求全光運(yùn)力進(jìn)一步優(yōu)化組網(wǎng)架構(gòu)。隨著邊緣計(jì)算在智慧交通、安防監(jiān)控、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等場(chǎng)景中的應(yīng)用越來越廣泛，大量經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)需要從邊緣節(jié)點(diǎn)匯集到數(shù)據(jù)中心。同時(shí)，邊緣節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)的大量數(shù)據(jù)，也需要備份到云端，防止邊緣節(jié)點(diǎn)故障導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。全光運(yùn)力作為連接云、邊數(shù)據(jù)中心的紐帶和橋梁，需要提供靈活調(diào)度能力，如圖3所示，以匹配云與云、云與邊、邊與邊之間存在高效協(xié)同需求。隨著數(shù)據(jù)中心間東西向互聯(lián)流量持續(xù)增大，全光運(yùn)力迫切需要圍繞數(shù)據(jù)中心布局進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，強(qiáng)向業(yè)導(dǎo)由北主“北+西。來源：中國信息通信研究圖3云、邊數(shù)據(jù)中心互聯(lián)需求(二)用戶入算：便捷接入、安全可靠、靈活敏捷用戶便捷接入催生網(wǎng)絡(luò)泛在覆蓋需求用戶實(shí)現(xiàn)便捷接入算力需要運(yùn)力實(shí)現(xiàn)泛在覆蓋，支撐業(yè)務(wù)快開通。受疫情影響，居家辦公、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程考試已經(jīng)逐漸成為生活常態(tài)，個(gè)人用戶及政府、金融、教育等機(jī)構(gòu)用戶廣泛分布在城市內(nèi)不同地理位置，需要快速接入網(wǎng)絡(luò)獲取算力服務(wù)以滿足差異化應(yīng)求廣某政網(wǎng)為其是-鎮(zhèn)-村三級(jí)全覆蓋，總計(jì)有超過10個(gè)政務(wù)部門需要接入網(wǎng)絡(luò)，從實(shí)務(wù)門”數(shù)、融，業(yè)、群眾提供豐富的政務(wù)應(yīng)用服務(wù)。為滿足泛在覆蓋需求，全光運(yùn)力應(yīng)進(jìn)一步向城市邊緣延伸，提高覆蓋能力，在滿足家庭、企業(yè)高品質(zhì)。政企核心業(yè)務(wù)急需高安全、低時(shí)延保障字府網(wǎng)全靠四劃調(diào)提字，集約建設(shè)政務(wù)云平臺(tái)和數(shù)據(jù)中心體系，推進(jìn)政務(wù)信息系統(tǒng)云遷移。數(shù)字政府服務(wù)涉及到的部門眾多、數(shù)據(jù)量龐大，如何保障業(yè)務(wù)的安全可靠性，成為首要問題。企業(yè)核心業(yè)務(wù)需要大帶寬、低時(shí)延、高安全的網(wǎng)絡(luò)承載。金融企業(yè)要求極致低時(shí)延并確保數(shù)據(jù)安全。金融司TBGup，在金融電子交易中，交易處理時(shí)間（包括電腦系統(tǒng)處理及網(wǎng)絡(luò)傳輸間比對(duì)慢5s將失1利，慢1s損擴(kuò)到1同為金信統(tǒng)據(jù)網(wǎng)擊核易數(shù)據(jù)需要確保數(shù)據(jù)安全。智慧醫(yī)療需要大帶寬低時(shí)延高安全保障?；郫煰熛礟S部在，患的CT像據(jù)常含50左圖資小達(dá)GB級(jí)醫(yī)片要求秒級(jí)打開，要保證這些數(shù)據(jù)在云和各種終端之間流暢轉(zhuǎn)移，需要大帶寬、低時(shí)延、高安全的網(wǎng)絡(luò)給予保障。全光運(yùn)力面向企業(yè)核心業(yè)務(wù)，可利用大顆粒波長(zhǎng)管道、全光轉(zhuǎn)發(fā)、業(yè)務(wù)硬隔離、豐富的保。新型應(yīng)用助推網(wǎng)絡(luò)靈活敏捷能力提升大數(shù)據(jù)分析和科學(xué)計(jì)算等新型業(yè)務(wù)要求運(yùn)力能夠靈活調(diào)整。著大數(shù)據(jù)的應(yīng)用和人工智能的發(fā)展，新型業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求正在發(fā)生變化，呈現(xiàn)顯著的動(dòng)態(tài)性特點(diǎn)。如汽車原型車碰撞試驗(yàn)每秒產(chǎn)生幾十B據(jù)輸算心中大以數(shù)速搬運(yùn)，而在后續(xù)的數(shù)據(jù)分析期間對(duì)運(yùn)力需求很小，具備典型的動(dòng)態(tài)突發(fā)型業(yè)務(wù)特征。各類科學(xué)計(jì)算存在超大數(shù)據(jù)量及顯著的動(dòng)態(tài)突發(fā)特，國眼FT文測(cè)產(chǎn)生GB據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)的計(jì)算分析要求高速傳輸，便于更快發(fā)現(xiàn)科學(xué)目標(biāo)，避免因堆積的數(shù)據(jù)得不到及時(shí)處理，造成觀測(cè)任務(wù)等待。全光運(yùn)力需要提供超大帶寬承載能力，縮短數(shù)據(jù)傳到數(shù)據(jù)中心或超算中心的時(shí)間，同時(shí)具備靈活敏捷的調(diào)整能力，滿足新型業(yè)務(wù)的動(dòng)態(tài)突發(fā)特點(diǎn)要求，快速。三運(yùn)力管控：跨域大網(wǎng)管控、算網(wǎng)協(xié)同、資源智管全國范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域一體化大網(wǎng)調(diào)度管控能力?？缬騾f(xié)同控能力要求對(duì)目前按照分省、分市分級(jí)管理的方式提出了挑戰(zhàn)。具不完全統(tǒng)計(jì)和估算，各運(yùn)營(yíng)商在大規(guī)模省份平均約12萬臺(tái)ON設(shè)備，中等規(guī)模省份平均約7千臺(tái)，小規(guī)模省份平均約3千臺(tái)。全光運(yùn)力管控系統(tǒng)要具備跨域大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的管控能力，實(shí)現(xiàn)端到端的力，可合AI數(shù)生技解絡(luò)變后帶來的告警管理分析復(fù)雜、定界定位和隱患分析困難等網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維挑。、省級(jí)算力、地市邊緣算力分級(jí)部署，用戶算力需求可由不同的算力資源進(jìn)行響應(yīng)，算網(wǎng)資源協(xié)同編排需要綜合考慮時(shí)延、帶寬運(yùn)送能力和算力資源使用因素做出判斷和選擇。全光運(yùn)力管控系統(tǒng)應(yīng)向開放可編程方向發(fā)展，支撐與算網(wǎng)資源編排系統(tǒng)高效協(xié)同，統(tǒng)籌算力資源選擇和網(wǎng)絡(luò)連接的建立，實(shí)現(xiàn)只需用戶一次性選擇算網(wǎng)服務(wù)即。全光運(yùn)力安全運(yùn)行需要提高光纖層面管理能力。光纖作為全運(yùn)力的傳輸媒介，其性能和實(shí)際路由決定了承載業(yè)務(wù)的質(zhì)量、時(shí)延等，光纖故障是網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生的最主要原因之一，對(duì)其進(jìn)行管理、進(jìn)行隱患的提前識(shí)別和排除，對(duì)于保障網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)至關(guān)重要。全光運(yùn)力管控應(yīng)針對(duì)光纖“啞資源”的無源物理特征，著力解決性能劣化、業(yè)務(wù)主備光纖同路由等隱患難以提前識(shí)別的問題，提升光。三、全光運(yùn)力目標(biāo)架構(gòu)面向算間互聯(lián)帶來的大容量、低時(shí)延及云邊協(xié)同需求，用戶算帶來的便捷接入、安全可靠及靈活敏捷需求，一體化算力調(diào)度帶來的大網(wǎng)管控、算網(wǎng)協(xié)同及資源智管需求，現(xiàn)有傳送網(wǎng)絡(luò)應(yīng)面向超大帶寬、超低時(shí)延、安全可靠、泛在覆蓋、靈活敏捷、智能管控和綠色節(jié)能等方向發(fā)展，全面升級(jí)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和傳輸能力，構(gòu)建泛在覆蓋的全光運(yùn)力，基于“三類功能節(jié)點(diǎn)+三級(jí)時(shí)延圈”的光/電協(xié)同圖。光網(wǎng)關(guān)是算力資源接入全光運(yùn)力的入口，一般部署在城域和線ON網(wǎng)絡(luò)的入云節(jié)點(diǎn)，可以通過光網(wǎng)配置將不同的光網(wǎng)關(guān)進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)算力資源的互聯(lián)。光調(diào)度節(jié)點(diǎn)用于在全光網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)無阻塞的靈活調(diào)度業(yè)務(wù)流量，可包含為“光電混合調(diào)度節(jié)點(diǎn)”和“全光度完層的端配錨接光運(yùn)力的入口節(jié)點(diǎn)，可以通過光網(wǎng)配置一跳直達(dá)光網(wǎng)關(guān)，支持用戶實(shí)現(xiàn)算點(diǎn)“網(wǎng)“調(diào)和錨類功能節(jié)點(diǎn)通過網(wǎng)狀互聯(lián)，構(gòu)建覆蓋全國的“1s“5s“2s”三級(jí)時(shí)延圈架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)各級(jí)算力資源的靈活互聯(lián)和用戶高品質(zhì)應(yīng)用入算。SN化的全光運(yùn)力管控系統(tǒng)通過標(biāo)準(zhǔn)北向接口對(duì)接算網(wǎng)協(xié)同編排系統(tǒng)，并與算力管理平臺(tái)協(xié)同，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)隨算動(dòng)、算網(wǎng)一體的自動(dòng)。院圖4全光運(yùn)力目標(biāo)架構(gòu)四、全光運(yùn)力關(guān)鍵技術(shù)(一)超大帶寬高速線路傳輸單波速率逐步提升，4bs長(zhǎng)距傳輸系統(tǒng)逐步試用，0bs穩(wěn)步推進(jìn)。目前，面向城域內(nèi)中短距傳輸場(chǎng)景的4Gs傳輸技術(shù)已基本成熟；面向骨干網(wǎng)長(zhǎng)距離傳輸場(chǎng)景，4Gs需要在光電器件、調(diào)制格式、頻譜、傳輸媒質(zhì)等多方面進(jìn)行技術(shù)革新，針對(duì)P-1AM和PQK兩種技術(shù)方案，業(yè)界正在進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證和評(píng)估。同，超0bs傳如8bs、.bs等在續(xù)發(fā)，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化工作正在推進(jìn)當(dāng)中。隨著高帶寬芯片與器件及算法技術(shù)的演進(jìn)，結(jié)合頻譜擴(kuò)展以及先進(jìn)的鏈路技術(shù)實(shí)現(xiàn)大容量長(zhǎng)距離的傳輸，計(jì)超4Gs統(tǒng)輸將短展長(zhǎng)/長(zhǎng)，場(chǎng)。源中信通研院頻譜多維擴(kuò)

圖5高速線路技術(shù)方案頻譜擴(kuò)展成為4bs及更高速率光傳輸系統(tǒng)重點(diǎn)關(guān)注的技術(shù)向頻展方，譜統(tǒng)C段4z擴(kuò)到SerC（6z、再擴(kuò)展到SerC+L（1Hz）是提升單纖傳輸容量的一個(gè)重要方向，其中C波段擴(kuò)展技術(shù)成熟，L波段擴(kuò)展成為當(dāng)前技術(shù)主流方向，但還需相關(guān)光模塊、無源器件、光放大器、算法、芯片等的技術(shù)突破，涉及到整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈端到端的技術(shù)創(chuàng)新，基新增料雜藝的L段EA術(shù)實(shí)現(xiàn)L段距應(yīng)用的關(guān)鍵。目前國內(nèi)產(chǎn)業(yè)界已經(jīng)規(guī)模商用SerC波段擴(kuò)展傳輸系到L段EA。長(zhǎng)期看，需要新的技術(shù)突破將光傳輸系統(tǒng)的工作波長(zhǎng)范圍進(jìn)一步拓展至S/O波段甚至全波段，通過開展光電核心芯片、器件和模塊現(xiàn)bs。源中信通研院新型光纖探

圖6頻譜擴(kuò)展技術(shù)線路新型光纖成為超大容量傳輸?shù)闹匾?。?duì)于單模光纖傳輸系統(tǒng)，更低的損耗系數(shù)或更大的有效面積有利于實(shí)現(xiàn)光通信系統(tǒng)超高、大量超距傳。于規(guī)的G52纖G5E低損耗大有效面積光纖通過增大模場(chǎng)面積降低高速信號(hào)傳輸?shù)姆蔷€,。隨著低損耗光纖制備技術(shù)的成熟，目前國內(nèi)外多個(gè)公司已實(shí)現(xiàn)低損耗光纖的規(guī)?；a(chǎn)。國內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商也正在積極推進(jìn)G5E的分G5E。表2型纖G.64.E與G.62.D型數(shù)比光線參數(shù)單位G.652DG.654E有效截面積Aeff??280112/130截止波長(zhǎng)?12601530典型衰減系數(shù)/α???0.20.17色散系數(shù)/D?(??)@0?16.8921.5源中信通研院空分復(fù)用光纖（M、空芯光纖等新型光纖及其應(yīng)用前景引起業(yè)界關(guān)注。空分復(fù)用技術(shù)可以從空間維度進(jìn)一步提升單纖傳輸容量，基于光纖對(duì)的空分復(fù)用技術(shù)已經(jīng)在海纜通信系統(tǒng)中獲得應(yīng)用，多芯復(fù)用光纖系統(tǒng)、模式復(fù)用光纖系統(tǒng)也在持續(xù)研究當(dāng)中，仍有一問待，關(guān)件插穩(wěn)的/復(fù)用器、空分復(fù)用放大器以及熔接、成纜等技術(shù)的成熟性和穩(wěn)定性都有待進(jìn)一步規(guī)模驗(yàn)證。空芯光纖經(jīng)過多年的發(fā)展，目前實(shí)驗(yàn)室內(nèi)已經(jīng)現(xiàn)07Bm耗數(shù)在延、非性更的輸帶寬等方面的巨大優(yōu)勢(shì)為其在高速光通信領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了可能性，運(yùn)營(yíng)商也正在開展新型光纖傳輸系統(tǒng)的測(cè)試驗(yàn)證。總的來看，新型光纖相關(guān)技術(shù)和特性仍需進(jìn)一步研究，與之配套的光纖制備技術(shù)、光電器件還未達(dá)到成熟和產(chǎn)業(yè)化階段，需要產(chǎn)業(yè)界持續(xù)開展技術(shù)研。(二)超低時(shí)延時(shí)延規(guī)劃優(yōu)化時(shí)延規(guī)劃優(yōu)化技術(shù)通過時(shí)延測(cè)量及基于時(shí)延的路由，滿足業(yè)到低需延劃首過于Ok銷電時(shí)延測(cè)量技術(shù)和基于OS的光層時(shí)延測(cè)量技術(shù)，獲取所有光層鏈路和路徑的時(shí)延，見圖7。時(shí)延規(guī)劃優(yōu)化不僅只考慮支持光層和電層時(shí)延測(cè)量，還需光電協(xié)同，將光層時(shí)延信息同步到電層，基于業(yè)務(wù)時(shí)延約束要求綜合考慮鏈路成本、波長(zhǎng)利用率等計(jì)算端到端的光層和電層路徑，最終由管控系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)創(chuàng)建滿足要求的光層和電層鏈路，。源中信通研院圖7全光運(yùn)力時(shí)延優(yōu)化規(guī)劃高維全光交叉光交叉連接技術(shù)向更高交換容量和調(diào)度方向持續(xù)提升?；诠獗嘲寤ヂ?lián)的OM（可重構(gòu)光分插復(fù)用）OC（光交叉連接）系統(tǒng)包括“全光背板“高維度波長(zhǎng)選擇開關(guān)（WS”和“數(shù)字化光層”三大核心技術(shù)，見圖8。全光背板采用高精度自動(dòng)布纖機(jī)，集成3D陣，纖刷板實(shí)務(wù)間互。維度WS備少2度阻換字光用塊調(diào)頂、高精度波長(zhǎng)監(jiān)控等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)光纖質(zhì)量、波長(zhǎng)資源和性能可視。度RDOC，應(yīng)持續(xù)加大高維度OC部署規(guī)模，提升業(yè)務(wù)流量全光調(diào)度的比例，化路減路，/信接。寬譜高分辨率交叉技術(shù)的更新和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求的驅(qū)動(dòng)，OC的交換容量調(diào)方度持升“C波調(diào)48和6+維。源中信通研院圖8全光交叉OXC系統(tǒng)。隨著城域匯聚層速率的逐步提升，全光交換能力向城域匯聚層進(jìn)一步延伸，可為業(yè)務(wù)提供端到端的超低時(shí)延體驗(yàn)。城域傳送距離近，主城區(qū)覆蓋約百公里，通過適度降低SS插損、帶寬和隔離度等性能指標(biāo)，可以做到既滿足城域應(yīng)用要求，同時(shí)實(shí)現(xiàn)成本降低。為實(shí)，例采Sier+SgeW”方使信僅經(jīng)一濾波次數(shù)，濾波代價(jià)相對(duì)更小，維度以24維為主，適合大部分城市末。(三)安全可靠全光切片隔離波長(zhǎng)級(jí)和電層時(shí)隙級(jí)硬管道切片滿足不同業(yè)務(wù)的承載需求。光切片分為基于光層L0的波長(zhǎng)級(jí)硬管道和基于電層L1的OkU硬管道，具備鏈路端到端無擁塞、零丟包、低時(shí)延抖動(dòng)、業(yè)務(wù)物理隔離互不影響等特性，保障算網(wǎng)業(yè)務(wù)LA承諾品質(zhì)。對(duì)于帶寬需求百G大業(yè)優(yōu)大的級(jí)L0片，帶寬于1G擇OkSUL1。源中信通研院光電保護(hù)協(xié)

圖9光電切片隔離協(xié)同電層保護(hù)機(jī)制和光層動(dòng)態(tài)恢復(fù)機(jī)制，同等網(wǎng)絡(luò)資源可提更高的網(wǎng)絡(luò)可靠性。光電保護(hù)協(xié)同技術(shù)在電層配置11保護(hù)技術(shù)，在光層配置AN動(dòng)態(tài)恢復(fù)技術(shù)，光層AN重路由后需要將新路由的鏈路代價(jià)、RG、時(shí)延等信息同步到電層。通過電層保護(hù)實(shí)現(xiàn)小于5s業(yè)務(wù)倒換，結(jié)合光層AON動(dòng)態(tài)恢復(fù)機(jī)制，可以抗多次光纖故障，滿足算網(wǎng)業(yè)務(wù)99%的可靠性要求。相比在光層或者電層配置單層保護(hù)方案，在消耗同等網(wǎng)絡(luò)資源的情況下，提高了業(yè)務(wù)可。源中信通研院圖10單節(jié)點(diǎn)光電保護(hù)協(xié)同(四)泛在覆蓋ON全光接入N點(diǎn)到多點(diǎn)（2P）全光接入技術(shù)融合N和家庭接入網(wǎng)絡(luò)廣覆蓋優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)客戶的快速接入。TNPP技術(shù)基于星型組網(wǎng)的ON泛在接入熱點(diǎn)技術(shù)，其核心是利舊ON接入光纜作為接入層物理介質(zhì)，以點(diǎn)到多點(diǎn)方式快速接入用戶業(yè)務(wù)。2P技術(shù)當(dāng)前存在三種實(shí)現(xiàn)模式，一是保持現(xiàn)有PN設(shè)備部署方式，終端PE采用EH封裝，局端采用固定時(shí)隙分配技術(shù)，通過城域ON回傳接入算力資源；二是在方案一基礎(chǔ)上，將OU技術(shù)延伸到終端CE；三是末端CE采用子載波接入，實(shí)現(xiàn)從末端用戶至算力資源的大顆粒。方案一在PN網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上采用固定時(shí)隙分配方式保障用戶獨(dú)立；方案二在末端PE引入OSU機(jī)制，滿足幾十M到數(shù)百M(fèi)小顆粒業(yè)務(wù)承載需求，需要進(jìn)一步的技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化研究；方案三基于波分子載實(shí)的PP術(shù)適幾十G數(shù)百G顆業(yè)載賴干塊成，處技究段在TTQ6開展。源中信通研院圖11OTNP2MP組網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)低成本波分接入低成本波分接入技術(shù)解決城域內(nèi)波長(zhǎng)泛在部署需求。隨著接用戶數(shù)和帶寬的不斷增加，WM技術(shù)成為提供高帶寬低時(shí)延連接的重要使能技術(shù)，并正在從城域核心向邊緣接入層持續(xù)下沉。城市內(nèi)傳送距離相對(duì)較短，對(duì)傳輸性能要求不高，可以通過高階調(diào)制方式提升頻譜效率，實(shí)現(xiàn)相同頻譜下獲取更多波長(zhǎng)接入能力，支撐全光運(yùn)力的泛在部署。如圖2所示，以0bs速率為例，若將信道寬5Gz到2H3HC持20，滿足末端用戶波長(zhǎng)租用需求。此外，也可通過頻譜擴(kuò)展技術(shù)（如使用O波段、L波段等）獲取更多波長(zhǎng)資源。低成本波分接入技術(shù)能夠與現(xiàn)有城域波分技術(shù)共存或替換，兼容現(xiàn)有城域波分網(wǎng)絡(luò)，可靈活部署在城域接入層。但關(guān)鍵技術(shù)如多波長(zhǎng)光源、密集波分復(fù)用器解復(fù)用器、高效光電集成器件等的產(chǎn)業(yè)化還存在挑戰(zhàn)，需要產(chǎn)業(yè)界。源中信通研院圖12波長(zhǎng)數(shù)擴(kuò)展技術(shù)(五)靈活敏捷靈活多維感知。全光運(yùn)力管控系統(tǒng)從算網(wǎng)編排系統(tǒng)獲取算力資源信息和業(yè)務(wù)識(shí)別信息，具備感知用戶業(yè)務(wù)流量特征和算力資源的能力。光錨點(diǎn)可感知用戶業(yè)務(wù)流，根據(jù)從算網(wǎng)編排系統(tǒng)獲取的業(yè)務(wù)識(shí)別與分流策略，全光運(yùn)力管控系統(tǒng)可配置光錨點(diǎn)感知用戶業(yè)務(wù)流特征策略，如基于報(bào)特段務(wù)行和，同的流如VR渲染、I訓(xùn)練等，映射到不同品質(zhì)光網(wǎng)鏈路。算網(wǎng)編排系統(tǒng)感知算力資源，及時(shí)獲取算力資源信息，如總算力規(guī)模、算力類型、算力使用量、空閑算力等。當(dāng)算力資源不足時(shí)，算網(wǎng)編排系統(tǒng)觸發(fā)算力節(jié)。源中信通研院圖13全光運(yùn)力多維靈活感知光電靈活調(diào)度通過光層和電層線路資源的池化，實(shí)現(xiàn)光電資源隨需隨取。電協(xié)同調(diào)度核心技術(shù)是光層和電層線路資源的池化技術(shù)。通過在關(guān)鍵區(qū)域預(yù)部署線路端口資源、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換資源和中繼資源，全光運(yùn)力具備光電資源池化能力，資源池內(nèi)波長(zhǎng)級(jí)大顆粒和子波長(zhǎng)級(jí)（含O/。源中信通研院圖14光電協(xié)同調(diào)度通過光層波長(zhǎng)鏈路動(dòng)態(tài)拆建滿足算網(wǎng)業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)部署需求。通過基于波長(zhǎng)鏈路最優(yōu)規(guī)劃算法綜合評(píng)估所有備選路由的質(zhì)量與線路速、、等匹，出/節(jié)的波長(zhǎng)鏈路。同時(shí)對(duì)光系統(tǒng)進(jìn)行全網(wǎng)數(shù)字化建模，通過全網(wǎng)光纖路徑連通可達(dá)性探測(cè)和光電協(xié)同自動(dòng)調(diào)測(cè)能力實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)鏈路的自動(dòng)化開通。在業(yè)務(wù)創(chuàng)建前，光層線路資源處于未連接狀態(tài)，對(duì)外體現(xiàn)為算網(wǎng)資，控可務(wù)/節(jié)快通鏈滿務(wù)快。(六)智能管控多因子算路綜合考慮多種算路因子，實(shí)現(xiàn)全光運(yùn)力資源最優(yōu)利用。算力務(wù)的多樣性要求全光運(yùn)力規(guī)劃時(shí)不僅要考慮帶寬、時(shí)延、可靠性等基本算路因子，還應(yīng)考慮諸如能耗、鏈路利用率、算力資源等算網(wǎng)場(chǎng)景下特有的算路因子。不同業(yè)務(wù)因LA不同，對(duì)算路因子類型需求不同，需要用到多種算路因子。需要持續(xù)探索基于多種算路因子的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃算法技術(shù)，在滿足算力業(yè)務(wù)差異化承載需求的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)全光運(yùn)力資源的最優(yōu)利用。面向未來，全光運(yùn)力基于多因子算路術(shù)入I能能絡(luò)源和狀行分析。圖15多因子算路技

源中信通研院光纜網(wǎng)數(shù)字化。光纖質(zhì)量劣化引起的衰減增大、路由同溝同纜等情況，會(huì)造成業(yè)務(wù)由和風(fēng)。網(wǎng)化通入I模數(shù)據(jù)分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)光纖光纜質(zhì)量實(shí)時(shí)可視、可預(yù)測(cè)、可追溯，支持識(shí)別同溝同纜路由風(fēng)險(xiǎn)，掌握光纖啞資源可用現(xiàn)狀，確保上層TN網(wǎng)，。來源：中國信息通信研究圖16光纖鏈路質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)(七)綠色節(jié)能基于設(shè)備、機(jī)房和網(wǎng)絡(luò)多層次立體化節(jié)能降耗技術(shù)，使能全運(yùn)力綠色運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)能耗可視可管可優(yōu)。設(shè)備級(jí)節(jié)能基于對(duì)設(shè)和業(yè)，閑口/模閉閑路道節(jié)基路負(fù)驅(qū)態(tài)，設(shè)集成度、高速率、光電融合一體化架構(gòu)節(jié)能，降低單個(gè)設(shè)備的能耗。機(jī)房級(jí)節(jié)能充分利用好數(shù)據(jù)中心機(jī)房的低PE優(yōu)勢(shì)，研究新一代光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在數(shù)據(jù)中心機(jī)房的最佳部署方式，例如前進(jìn)后出風(fēng)、冷熱區(qū)隔離、高壓直流供電等，實(shí)現(xiàn)機(jī)房級(jí)的節(jié)能。網(wǎng)絡(luò)級(jí)節(jié)能通過全網(wǎng)能耗預(yù)測(cè)技術(shù)，基于管控系統(tǒng)構(gòu)建全網(wǎng)能耗地圖，將能耗作為約束因子引入網(wǎng)絡(luò)調(diào)優(yōu)、鏈路計(jì)算的過程，優(yōu)先選擇全光波長(zhǎng)鏈路，。源中信通研院圖17全光運(yùn)力多層次節(jié)能技術(shù)五、全光運(yùn)力評(píng)估指數(shù)、管控層一系列技術(shù)支撐，為了更好的引導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展建設(shè)，有必要建立一套評(píng)估體系，從全光運(yùn)力規(guī)模、全光運(yùn)力覆蓋、全光運(yùn)力質(zhì)量、全光運(yùn)力效能等多個(gè)維度對(duì)全光運(yùn)力進(jìn)行評(píng)估，促進(jìn)全光運(yùn)力向超大帶寬、超低時(shí)延、安全可靠、泛在覆蓋、靈活敏捷、智能管。全光運(yùn)力規(guī)模：超大寬寬是全光運(yùn)力的核心特征，對(duì)全光運(yùn)的整體帶寬能力進(jìn)行評(píng)估，并通過不同時(shí)期的縱向比較，可以判斷運(yùn)力規(guī)模的發(fā)展?fàn)顩r和發(fā)展速度，此為依據(jù)可以科學(xué)指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)適度。全光運(yùn)力覆蓋：全光運(yùn)力不斷向城域邊緣延伸部署，通過全交叉節(jié)點(diǎn)部署率、重要場(chǎng)所覆蓋率等維度可以對(duì)一個(gè)區(qū)域內(nèi)全光運(yùn)。全光運(yùn)力質(zhì)量：全光運(yùn)力依據(jù)時(shí)延測(cè)量技術(shù)構(gòu)建分級(jí)時(shí)延圈滿足運(yùn)力業(yè)務(wù)超低時(shí)延的需求。通過定義全光運(yùn)力質(zhì)量指標(biāo)，對(duì)全光運(yùn)力的傳輸時(shí)延、業(yè)務(wù)帶寬等服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行考察，助力全光運(yùn)力。全光運(yùn)力效能：全光運(yùn)力通過品質(zhì)專線用戶數(shù)指標(biāo)體現(xiàn)了全運(yùn)力的服務(wù)能力。綠色節(jié)能是未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要方向，系統(tǒng)評(píng)估網(wǎng)絡(luò)的整體能效水平，對(duì)于牽引網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)能耗優(yōu)化也是非常重要的。從規(guī)模、覆蓋、質(zhì)量、效能不同維度對(duì)全光運(yùn)力發(fā)展情況進(jìn)圖8。源中信通研院圖18全光運(yùn)力指數(shù)1.0表3。表3全光運(yùn)力指數(shù)編號(hào)指標(biāo)分類指標(biāo)涵義單位級(jí)標(biāo)級(jí)標(biāo)級(jí)標(biāo)1網(wǎng)模纜程纜里程域的纜里程長(zhǎng)里2接寬送絡(luò)寬域傳網(wǎng)路鏈帶總和Tbps3送省出帶寬內(nèi)線送系出帶之和Tbps4網(wǎng)蓋接蓋光長(zhǎng)點(diǎn)署率域核層署長(zhǎng)度OXC或ROAM傳站數(shù)送點(diǎn)數(shù)%5點(diǎn)所OTN蓋率域重場(chǎng)部署OTN的點(diǎn)目域重點(diǎn)所點(diǎn)數(shù)%6網(wǎng)量延心點(diǎn)時(shí)延域面算中、心心網(wǎng)節(jié)間傳時(shí)延ms7接率心點(diǎn)連