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“以千兆光网为代表的F5G已进入快车道，结合云和AI，实现光联万物，激发数字经济新动能。”在3月29日中国信息通信研究院举办的“千兆光网助力数字经济新增长”论坛上，工业和信息化部电子科学技术委员会常务副主任韦乐平表示。
千兆光网近期可谓是炙手可热，2021年两会政府工作报告中提出“加大 5G和千兆光网建设力度，丰富应用场景”。据悉，我国1000M及以上接入速率用户快速增长，已达803万户。
之后业界一直希望分析这项政策对光产业带来的影响，包括千兆光网在家庭、在行业等领域，当前发展情况如何？千兆光网如何支撑运营商云网融合发展?
韦乐平是通信领域的泰山北斗级人物，多年致力于光网络研究。此次，韦乐平详细介绍了千兆光网现状和发展，包括千兆光网toC和toB、全光网2.0、10G PON/50G PON等，值得我们学习和分析。
01、如何看政府报告首提“千兆光网”
“千兆光网”首次被写入政府工作报告，产业界对“全光网”的关注推上一个新的高度。“十四五”规划目标任务指出，要“加快数字化发展，打造数字经济新优势，协同推进数字产业化和产业数字化转型，加快数字社会建设步伐”，要“推广升级千兆光纤网络”。
很多人好奇，为何国家这么重视千兆光网？结合韦乐平观点，笔者总结如下。
第一，千兆光网是数字经济发展底座。数字经济已是经济增长的主旋律，千行百业的数字化转型成为当下主要课题。世界银行研究表明，宽带普及率每提升10%，平均带动GDP增长1.38%。
在我国，根据《中国数字经济发展与就业白皮书2019》，中国1.8亿芯公里光缆网络，支撑了31.3万亿数字经济的发展。这说明，千兆光网的建设，对社会经济的带动作用十分明显。
具体看，数字经济的蓬勃发展离不开以 “千兆光网”打造的超强运力和以“云”为基础的超强算力，两者融合产生的化学反应将直接影响到数字经济的强度；智慧城市智能体的打造，需要超高速、高可靠的网络覆盖，为千行百业的创新提供坚实的网络基础，使能城市资源价值最大化。
第二，我国千兆光网已取得突出成绩，还将进一步走向融合发展。早在 2013年，我国就开始推动“光进铜退”的计划，大力推动“宽带中国”战略，截止目前全国光纤网络普及率已超过98%，百兆带宽以上用户占比已超九成，基本实现了“光纤入户、百兆进家”。
对政府工作报告提到“千兆光网”，韦乐平认为，我们可以理解千兆接入与全光网络两个方面：“从中近期看，广义的千兆光网是由接入和传输共同组成端到端光网，接入侧面临千兆光接入的规模扩展和延伸，传输侧面临向全光网2.0的全面战略性升级和扩展。从长期看，接入和传输逐渐融合的一张端到端通透的大光网。”
在韦乐平看来，通过接入网与传送网的融合，最终实现端到端的品质保障，让千兆体验进入每个家庭、每个企业、每台机器，进而为国家的数字经济提供新动能。
第三，千兆光网受到创新业务需求驱动，符合光网演进趋势。正如韦乐平总结的，在家庭宽带方面，随着4K/8K超高清视频、云游戏、远程教育、远程医疗、智能家居等丰富的应用与日俱增，家庭宽带已经从10Mbps向100Mbps演进，逐步升级至1Gbps。
在政企宽带方面，而随着政企数字化转型和云化加速，企事业单位的带宽已经从10/100Mbps向1/10/100Gbps演进。需求侧流量的不断增长，使得供给侧骨干网容量不断增长，已经从Tbps级容量向Pbps级容量演进。
为了提升业务和应用的价值，运营商必须能够提供大量的端到端的带宽，为数字经济提供超强运力，打造智慧城市的坚实底座，使能云端算力的最大化。“目前看，城域接入依然是全网带宽的瓶颈。”韦乐平说。
02、不只有品质家宽，千兆光网延伸到工业互联
目前我国在千兆光网的toC领域，正推进引入线乃至房屋、桌面、终端的光纤化，在toB领域，也开始推进园区、工厂和车间的光纤化。
对于我国如何实现千兆网络的快速覆盖普及，韦乐平强调了多个技术和网络创新升级关键，包括进行光节点设备（OLT）的升级。
“OLT设备作为统一接入平台，是实现全业务智能承载的关键网元。”韦乐平指出，业界要采用分布式架构，转控分离，保障业务转发；要提供灵活OLT切片/VxLAN功能，提升光接入的全业务承载能力和网络质量；要支持具备分布式计算能力的资源板卡。
众所周知，当前在三大运营商的接入网部分，10G PON是主流千兆宽带接入技术，后续需持续升级演进到50G PON。
我们看到，一些领先运营商在优化10G PON：一方面在城市及重点乡镇，进行10G PON光线路终端（OLT）设备规模部署，持续开展OLT上联组网优化，另一方面在老旧小区、工业园区等光纤到户薄弱区域，进行光分配网（ODN）的改造升级，促进全光接入网进一步向用户端延伸。
当然除了家庭市场，千兆光网还有一个重要的趋势就是在工业互联网的应用。运营商也在大力推进工业PON的发展。
韦乐平表示，在传统工厂网络中，通信协议“七国八制”，形成了信息孤岛，应用环境复杂、电磁干扰多、以国外厂家定制产品为主。而工业PON能将传统PON做适配改造后的标准化产品，具有工业应用契合度高、国产化程度高、可靠性高等特点。
可以看出，工业PON可以推动各类产业园区千兆全光网发展，实现人、机、物的全面互联，值得业界大力发展。
谈及推进未来50G PON发展，韦乐平提出业界保障10G PON网络具备可持续演进升级的能力：
一套体制，支持10G PON统一升级到50G PON；
二代共存，保障10G PON和50G PON可以在现网ODN共存，并实现平滑升级；
五倍带宽，下行带宽提升5倍，上行多速率接入(12.5/25/50Gbps)。
03、全光网2.0时代全面开启
早在2019年，笔者就听到韦乐平谈运营商骨干网发展的趋势，即从全光网1.0（全光纤网）开始迈向全光网2.0（全光自动调度）新时代演进。如今两年过去了，全光网1.0已经覆盖85%的家庭，而全光网2.0时代全面开启。
“省内干线和大型城域网也已经或即将开始规模应用（全光2.0），普通城域和接入网尚需进一步降低成本才有望大规模应用。”韦乐平说。
据悉，全光网拥有超大可用频谱（>10THz）、超大容量（~100Tbit/s）、超高速率（1Tbps）、超大容量节点（Pbit/s）、超低时延（5us/km）等特质，决定了全光网是实现云网融合和智慧城市最理想的承载网底座。
在全光网2.0实践效果方面，据笔者了解，目前中国电信的全光骨干网覆盖和规模全球最大，拥有470个ROADM节点，网络总容量达到620T。该网络架构扁平，实现了一二级干线融合，业务配置效率大幅提升；基于20/32维OXC的全光交换调度，实现了端到端光层直达，时延最低；启用WSON光层恢复和动态重路由，恢复时间分钟级。
韦乐平介绍，中国电信建设的我国首张骨干ROADM网（长江中下游），自运营以来大致节约成本30-50%、节约能耗和空间约50%，业务配置效率大幅提升，时延低，光波长可一跳直达。
谈及全光网2.0整体发展情况，韦乐平认为，目前CTC骨干传送网从点到点链状DWDM系统，全面升级为动态网状组网的全光网，从而在骨干传送网层面全面迈向光层可全自动调度的全光网2.0时代。
当然，全光网发展不能靠等待，还需业界更积极主动解决部署问题。韦乐平也坦言，目前千兆家庭接入用户虽然超过800万户，但离目标还差很远，而50G PON也面临功率预算、色散代价补偿等方面的技术挑战。这些都需要业界合力，继续努力解决。
尽管未来存在诸多不确定性，但笔者可以确定地说，千兆光网是我们通信人未来若干年重要的发展方向，需要我们全行业上下游的共同努力，逐步攻克难关：一方面达成千兆宽带、全光网络、云网融合等目标，构筑高品质的通信基础设施，另一方面服务社会民生，使能千行百业的数字化转型，加速数字经济的可持续发展。
