Page 13 - 网络电信2023年4月刊

运营商专栏
图4 Cisco公司给出的数据中心在互联网流量流向中占比的预测示意图
第一，数据中心内部。在数据中心内部流量爆发式增长
的驱动下，数据中心市场已经成为光模块市场发展和技术进步
的第一推动力，无论是速率还是规模，都已经远远超越了传统
电信网络市场。最近几年电信网络市场光模块发展的一个重要
方向就是研究如何借鉴和重用数据中心光模块技术，借助数据
中心光模块的海量需求降低电信市场光模块的成本。例如移动
前传的10Gb/s和25Gb/s光模块相当一部分重用了数据中心光模
块技术，电信设备的100GE和未来400GE光模块的技术要求也越
来越与数据中心要求趋同。数据中心内部光通信发展近期的热
点是板上光通信，包括板上光子联合体(Consortium for On-
Board Optics，COBO)、光电合封(Co-Packaged Optics，CPO)
等。这项技术涉及到芯片、工艺、硅光、高速电接口等多项技
术创新，将为未来的数据中心交换机甚至服务器的信号交互方
式指明发展方向，交换机、路由器等电信设备的下一步发展也
可能步其后尘，需要整个产业链高度关注。
第二，数据中心之间。与美国运营商撤离云和数据中心市
场不同，中国运营商依旧是云计算和数据中心业务的有力竞争
者。过去运营商和互联网企业在数据中心之间(DCI)方面的技术
路线是不同的：互联网企业无论是自建传输还是租用运营商波
长电路，都是以L1的光波长通道作为DCI的载体，实现低成本、
高带宽、低时延的目标述求；电信运营商由于业务的多样性和
传统组网思路的影响，采用了IP/MPLS网络、MSTP/OTN专线、
WDM波长等各种各样的解决方案。随着运营商云业务的增长，也
逐渐意识到DCI应当以L1层的WDM技术为主。虽然基于WDM的DCI
方案初期成本由于业务量较小可能比较高，而且考虑到数据中
心机房的机柜尺寸、通风散热方式、供电方式等特点，对设备
外观和尺寸的要求也异于传统波分设备，但是长远来看随着DCI
业务流量的快速增长，WDM波长必然成为DCI的主要解决方案。
同样，随着DCI业务流量的快速增长，如何在单根光纤实现传输
容量的最大化，成为DCI技术发展的重要方向。如前所述，可以
通过提升单波速率和增加可用波长的方式来达到这一目的。目
前，400G CFP2-DCO模块开始成熟商用，即将成为DCI设备的主
流线路接口；C+L技术在互联网厂商的DCI网络中应用也越来越
多。在互联网企业的驱动下，数据中心WDM系统越来越多的采用
开放和解耦的方式，例如ONF主导的ODTN项目、Facebook倡导的
TIP项目、AT&T主导的OpenROADM项目，都在致力于光网络的开
放解耦，具体包括采用SDN技术的软硬件解耦、光层设备和电层
设备之间的硬件解耦以及设备和光模块之间的解耦，等等。这
一方面腾讯、阿里巴巴等互联网企业再一次走到了运营商的前
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面，在DCI WDM设备的开放解耦甚至自研方面开创了先河。电信
运营商近期也已开始关注，结合自身在光网络领域的建设和运
维方面的优势，开放会带来灵活性，解耦能降低成本，利用开
放与分解的光网络来构建DCI光网络，势必会成为越来越受关注
的技术方向 [10] 。
四、结语与展望
作为“带宽基石”，光通信网络将在“新基建”时代一方
面受益于“新基建”的发展驱动，另一方面将为“新基建”提
供动能。本文全面分析了“新基建”时代，光通信网络技术在
“新型通信网络基础设施”中对国民经济和人民生活紧密相关
的三大板块中发挥的重要作用，并展望了未来的技术发展趋势。
第一，包含物联网在内的广义互联网引发技术革命。近
期依旧要依靠单模光纤(SMF)，通过提升单波长速率(400Gb/
s、800Gb/s)和增加可用波段方式(扩展C波段、扩展C+L波段)
进一步提升光传输系统容量，同时对单模光纤性能进行必要的
优化(减低损耗系数、增大有效面积)，来满足互联网带宽增长
需求；远期要关注新型光纤技术的实用化，在适当的时间节点
引入现网部署，有可能引发下一次光通信技术革命；同时引入
ROADM等光层组网调度技术，提升光层网络灵活性。
第二，4G/5G/6G广义无线网络支撑移动互联网和卫星通
信。4G/5G无线网络催生了一个新的移动前传光通信市场，面
向未来发展，O波段WDM是一种非常有想象空间的接入层和城域
边缘层的光网络技术，值得业界高度重视。6G树立了空天地海
一体化的宏远目标，应当前瞻性关注卫星通信领域的光通信技
术，特别是低轨卫星系统中的星际激光通信，将是光通信技术
突破光纤介质束缚以后最有机会的发展新空间。
第三，伴随云计算出现的数据中心网络开创新的业态场
景。数据中心已经成为毫无争议的网络流量中心，数据中心成
为光模块市场发展和技术进步的第一推动力，电信网络设备光
模块应尽量借鉴和复用数据中心光模块技术。在数据中心互联
(DCI)领域，开放和解耦的光WDM传输系统已经成为互联网企业的选
择，运营商近期也给予了高度的关注，有望开创一种新的业态场景。
参考文献
[1] 赛迪智库电子信息研究所."新基建"发展白皮书[EB/OL].[2020-04-
08].http://www.yunzhan365.com/69758011.html
[2] 李克强.政府工作报告——2020年5月22日在第十三届全国人民代表
大会第三次会议上[EB/OL].(2020-05-29) [2021-3-24].http://
www.gov.cn/premier/2020-05/29/content_5516072.htm
[3] Richardson D.Filling the Light Pipe[J],SCIENCE,
2010,330(6002):327-328
[4] Li Junjie,Zhang Anxu,Zhang Chengliang,et.al.Field Trial
of Probabilistic-Shaping-Programmable Real-Time 200-Gb/
s Coherent Transceivers in an Intelligent Core Optical
Network[C].ACP2018,2018
[5] Li Junjie,Zhang Anxu,Zhang Chengliang,et.al.Field Trial of
Real Time 200G and 400G Flex-Rate Transmission Using 69
GBaud Signal[C].ECOC2019,2019
[6] NGOF.扩展C波段波分复用(WDM)系统技术白皮书[R].2020
[7] 韩永军.推动电信网络建设迈入高质量发展新阶段[N].人民邮电
报,2018-1-3
[8] NGOF.5G前传技术及应用白皮书[R].2020
[9] Cisco.Cisco Global Cloud Index: Forecast and Methodology,
2016–2021 [EB/OL]. [2021-03-23]. https://www.cisco.com/c/
dam/global/en_ph/assets/tomorrowstarts-here/files/global_
index_whitepages.pdf
[10] 胡骞,张安旭,霍晓莉."灰盒"模式构建数据中心光层互联[J]. 通
信世界,2019(33):36-37
网络电信 二零二三年四月