運營商千兆光網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展思考
目前，我國千兆光網(wǎng)建設(shè)和部署進(jìn)入快速發(fā)展階段，已實現(xiàn)在技術(shù)水平、網(wǎng)絡(luò)能力、產(chǎn)業(yè)生態(tài)、用戶規(guī)模四個方面的全球領(lǐng)先。截至2023年一季度末，我國寬帶千兆以上用戶1.1億戶，10G PON端口1793萬個，千兆光網(wǎng)已具備覆蓋超過5億戶家庭的能力，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和覆蓋水平排在全球首位。當(dāng)前，國內(nèi)電信運營商紛紛聚焦千兆光網(wǎng)技術(shù)演進(jìn)新方向，不斷通過研發(fā)、試驗探索千兆光網(wǎng)在不同場景下的應(yīng)用，找尋新的市場機會和發(fā)展路徑。
千兆光網(wǎng)的技術(shù)演進(jìn)方向
方向一：全光傳送側(cè)由基礎(chǔ)承載網(wǎng)向高速率、大容量、高質(zhì)量業(yè)務(wù)網(wǎng)逐步轉(zhuǎn)型，圍繞端到端扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的高速技術(shù)正不斷發(fā)展演進(jìn)。目前，業(yè)內(nèi)加速推動400G光傳送網(wǎng)建設(shè)，其中短距系統(tǒng)已經(jīng)逐步成熟，在城域場景和部分骨干場景已經(jīng)開始商用；長距和超長距系統(tǒng)則已開展了一系列實驗，并基本具備了商用的可行性。當(dāng)前，800G、1.6T光傳送網(wǎng)成為重點研究方向，國際和國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)化組織均已展開相關(guān)研究。IEEE、OIF等組織關(guān)于800G的標(biāo)準(zhǔn)即將發(fā)布，相關(guān)技術(shù)向10km、40km的中短距下沉。與此同時，業(yè)界針對1.6T的發(fā)展需求、應(yīng)用場景和技術(shù)方案正在進(jìn)行進(jìn)一步討論，并同步開展收發(fā)芯片等相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)與標(biāo)準(zhǔn)研究。
方向二：除單通路速率的提高外，還可通過擴寬傳輸頻譜增加整個波分復(fù)用的通路數(shù)，實現(xiàn)系統(tǒng)容量擴展、性能提升。目前，擴展C波段已經(jīng)處于商用階段，C+L波段擴展的主要挑戰(zhàn)在于光放大器在L波段的放大能力。C+L波段能夠?qū)鬏斎萘刻嵘龑⒔?倍，當(dāng)前業(yè)界已研制出C6T放大器和L4.8T放大器，還需推動光放大器等光電器件技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的逐步成熟，實現(xiàn)頻譜擴展后的80×150GHz=12THz超寬頻譜范圍。此外，未來隨著光傳輸容量更大的提升，S+C+L波段等更多頻譜擴展方案將成為未來演進(jìn)的重要方向。
方向三：接入側(cè)圍繞全光化、超寬帶化、差異化和智能化不斷演進(jìn)和發(fā)展。PON網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)大約每八至十年一代，現(xiàn)階段10G PON已經(jīng)規(guī)模應(yīng)用。2021年9月，ITU-T確定將50G PON作為下一代PON主流技術(shù)，并發(fā)布相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以支撐構(gòu)建萬兆寬帶網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)前，國內(nèi)外的主流運營商均選擇將50G PON作為下一代技術(shù)研發(fā)方向，且2023年已有50G PON的試點應(yīng)用。此外，ITU-T針對FTTR的標(biāo)準(zhǔn)化工作已經(jīng)正式展開，主要包含網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、光層參數(shù)、交互協(xié)議和遠(yuǎn)程管理等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)相關(guān)專家參與部分標(biāo)準(zhǔn)的制定，推動FTTR實現(xiàn)千兆光接入網(wǎng)向千兆家庭網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。
千兆光網(wǎng)賦能B端、C端多樣化場景應(yīng)用
首先，千兆光網(wǎng)支撐智慧家庭率先落地應(yīng)用，提升家庭生活數(shù)字化水平。家庭逐步從家庭娛樂中心轉(zhuǎn)變?yōu)椤凹彝蕵?遠(yuǎn)程辦公+在線學(xué)習(xí)+數(shù)據(jù)交互+智能控制”的多元化中心，智慧家庭從單品智能走向全屋智能。FTTR的高性能、高可靠性、強組網(wǎng)能力等特點很好地契合了智慧家庭等業(yè)務(wù)對于網(wǎng)絡(luò)層要素的需求，能夠真正實現(xiàn)千兆寬帶在家庭各個角落的全方位覆蓋，從而提升用戶對于智慧家庭產(chǎn)品的使用體驗。
其次，雙千兆協(xié)同，將能逐步滿足工業(yè)數(shù)據(jù)融合和精密制造的網(wǎng)絡(luò)需求。千兆光網(wǎng)適用于工業(yè)固定場景下的高性能需求，5G則適用于低時延要求的移動物體，如AGV、智能倉儲等場景。5G 和千兆光網(wǎng)進(jìn)一步協(xié)同將適用于低時延、大帶寬、抖動小、數(shù)據(jù)顆粒大且數(shù)量多的場景。這將實現(xiàn)工業(yè)企業(yè)IT和OT的深度融合，助力企業(yè)建設(shè)一網(wǎng)到底扁平高效的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，從而加速推進(jìn)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
再者，千兆光網(wǎng)在社會民生的各領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用空間，可以縮小數(shù)字鴻溝，促進(jìn)公共服務(wù)均等化。千兆光網(wǎng)在數(shù)字政府、智慧城市、教育醫(yī)療等領(lǐng)域已經(jīng)率先進(jìn)入場景落地和規(guī)模推廣階段，在農(nóng)業(yè)信息化、助力鄉(xiāng)村振興、文旅等領(lǐng)域還處于行業(yè)探索階段。未來，千兆光網(wǎng)將用于更為廣闊的民生普惠應(yīng)用場景，助力提升人民生活的幸福感、獲得感。
運營商千兆光網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展建議
運營商作為網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的主力軍，不斷夯實千兆城市數(shù)字新底座。中國電信持續(xù)開展全光網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，已覆蓋345座城市、超5億用戶單元及40萬行政村，賦能行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。中國移動建成全球規(guī)模最大的光網(wǎng)絡(luò)，覆蓋超6億住戶。中國聯(lián)通耕千兆光網(wǎng)，光纖入戶覆蓋4.5億戶家庭，全屋光寬帶用戶突破120萬，著力提升城市數(shù)字化治理能力。中國廣電以電視業(yè)務(wù)為本，以寬帶業(yè)務(wù)為基，推動骨干網(wǎng)以及接入網(wǎng)升級改造。
第一，引入滿足新興需求的功能，構(gòu)建行業(yè)適配和場景適配的千兆光網(wǎng)。一方面，千兆光網(wǎng)在不同的行業(yè)應(yīng)用場景中存在一定的需求差異。針對不同應(yīng)用場景，需結(jié)合不同場景的業(yè)務(wù)隔離、加密傳輸、可視化管理等需求，提高差異化、個性化組網(wǎng)設(shè)計能力，結(jié)合邊緣計算、云、AI、5G等技術(shù)實現(xiàn)彈性可靠的網(wǎng)絡(luò)承載。另一方面，千兆光網(wǎng)的部分行業(yè)應(yīng)用場景較為類似或標(biāo)準(zhǔn)化程度相對較高。針對類似場景，需提煉出可規(guī)模復(fù)制、可標(biāo)準(zhǔn)化的組網(wǎng)設(shè)計方案，構(gòu)建平臺化網(wǎng)絡(luò)管理入口，數(shù)字化賦能網(wǎng)絡(luò)運維。
第二，千兆光網(wǎng)助力智慧城市建設(shè)逐漸走向?qū)崟r控制，需建立以數(shù)據(jù)作為新生產(chǎn)要素的長效運營機制。智慧城市建設(shè)需要基于數(shù)據(jù)形成由物聯(lián)到智聯(lián)的演進(jìn)，實現(xiàn)經(jīng)濟社會發(fā)展質(zhì)量和治理服務(wù)水平的提升。在此過程中，電信運營商需同政府、企業(yè)等共同建設(shè)數(shù)據(jù)流通、開放與共享的制度及標(biāo)準(zhǔn)，兼顧數(shù)據(jù)隱私安全保護(hù)，形成“政府引導(dǎo)、企業(yè)主導(dǎo)、本地運營、生態(tài)繁榮”的范式，促進(jìn)數(shù)據(jù)要素與其他生產(chǎn)要素的融合發(fā)展，助力智慧城市發(fā)展建設(shè)。
第三，實現(xiàn)智慧家庭業(yè)務(wù)全面轉(zhuǎn)型，從單一網(wǎng)絡(luò)連接業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)向云網(wǎng)共同構(gòu)建的平臺型業(yè)務(wù)。運營商應(yīng)不斷深化智慧家庭相關(guān)技術(shù)，強化智能連接、智能感知、智能決策、智能交互、數(shù)據(jù)安全等方面技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用能力，重點布局平臺化應(yīng)用與開放能力服務(wù)，推動智慧家庭業(yè)務(wù)由單一寬帶通信管道運營模式，全面轉(zhuǎn)向由云網(wǎng)共同構(gòu)建的數(shù)字化，智能化、生態(tài)化的平臺化體系運營模式。運營商可通過構(gòu)建智慧家庭信息化解決方案，為用戶塑造“人-家-設(shè)備-場景-平臺”的全鏈路無感交互的智慧家庭新體驗。
第四，構(gòu)建開放生態(tài)、協(xié)同發(fā)展的新格局，通過合作進(jìn)一步推動觸點共用、協(xié)同發(fā)展。運營商可以借力FTTR千兆全光數(shù)字家庭底座優(yōu)勢，以千兆寬帶、千兆Wi-Fi作為引領(lǐng)，不斷延伸智慧家庭業(yè)務(wù)的產(chǎn)品鏈條?；谟脩粜枨?，聯(lián)合產(chǎn)業(yè)生態(tài)合作伙伴拓展千兆場景，提升數(shù)字家庭生活體驗。通過探索終端合作、服務(wù)合作等新型運營體系，賦能多種硬件形態(tài)、軟件應(yīng)用，進(jìn)一步搭建一體化智聯(lián)平臺。在此基礎(chǔ)上，營造聚焦養(yǎng)老健康、家庭教育、全屋智能、云電腦等新興應(yīng)用場景的一體化智慧家庭全場景生態(tài)，共同打造覆蓋全場景的明星智家應(yīng)用產(chǎn)品組合，并不斷提升智慧家庭的融合運營能力。
目前，我國千兆光網(wǎng)建設(shè)和部署進(jìn)入快速發(fā)展階段，已實現(xiàn)在技術(shù)水平、網(wǎng)絡(luò)能力、產(chǎn)業(yè)生態(tài)、用戶規(guī)模四個方面的全球領(lǐng)先。截至2023年一季度末，我國寬帶千兆以上用戶1.1億戶，10G PON端口1793萬個，千兆光網(wǎng)已具備覆蓋超過5億戶家庭的能力，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和覆蓋水平排在全球首位。當(dāng)前，國內(nèi)電信運營商紛紛聚焦千兆光網(wǎng)技術(shù)演進(jìn)新方向，不斷通過研發(fā)、試驗探索千兆光網(wǎng)在不同場景下的應(yīng)用，找尋新的市場機會和發(fā)展路徑。
千兆光網(wǎng)的技術(shù)演進(jìn)方向
方向一：全光傳送側(cè)由基礎(chǔ)承載網(wǎng)向高速率、大容量、高質(zhì)量業(yè)務(wù)網(wǎng)逐步轉(zhuǎn)型，圍繞端到端扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的高速技術(shù)正不斷發(fā)展演進(jìn)。目前，業(yè)內(nèi)加速推動400G光傳送網(wǎng)建設(shè)，其中短距系統(tǒng)已經(jīng)逐步成熟，在城域場景和部分骨干場景已經(jīng)開始商用；長距和超長距系統(tǒng)則已開展了一系列實驗，并基本具備了商用的可行性。當(dāng)前，800G、1.6T光傳送網(wǎng)成為重點研究方向，國際和國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)化組織均已展開相關(guān)研究。IEEE、OIF等組織關(guān)于800G的標(biāo)準(zhǔn)即將發(fā)布，相關(guān)技術(shù)向10km、40km的中短距下沉。與此同時，業(yè)界針對1.6T的發(fā)展需求、應(yīng)用場景和技術(shù)方案正在進(jìn)行進(jìn)一步討論，并同步開展收發(fā)芯片等相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)與標(biāo)準(zhǔn)研究。
方向二：除單通路速率的提高外，還可通過擴寬傳輸頻譜增加整個波分復(fù)用的通路數(shù)，實現(xiàn)系統(tǒng)容量擴展、性能提升。目前，擴展C波段已經(jīng)處于商用階段，C+L波段擴展的主要挑戰(zhàn)在于光放大器在L波段的放大能力。C+L波段能夠?qū)鬏斎萘刻嵘龑⒔?倍，當(dāng)前業(yè)界已研制出C6T放大器和L4.8T放大器，還需推動光放大器等光電器件技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的逐步成熟，實現(xiàn)頻譜擴展后的80×150GHz=12THz超寬頻譜范圍。此外，未來隨著光傳輸容量更大的提升，S+C+L波段等更多頻譜擴展方案將成為未來演進(jìn)的重要方向。
方向三：接入側(cè)圍繞全光化、超寬帶化、差異化和智能化不斷演進(jìn)和發(fā)展。PON網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)大約每八至十年一代，現(xiàn)階段10G PON已經(jīng)規(guī)模應(yīng)用。2021年9月，ITU-T確定將50G PON作為下一代PON主流技術(shù)，并發(fā)布相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以支撐構(gòu)建萬兆寬帶網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)前，國內(nèi)外的主流運營商均選擇將50G PON作為下一代技術(shù)研發(fā)方向，且2023年已有50G PON的試點應(yīng)用。此外，ITU-T針對FTTR的標(biāo)準(zhǔn)化工作已經(jīng)正式展開，主要包含網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、光層參數(shù)、交互協(xié)議和遠(yuǎn)程管理等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)相關(guān)專家參與部分標(biāo)準(zhǔn)的制定，推動FTTR實現(xiàn)千兆光接入網(wǎng)向千兆家庭網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。
千兆光網(wǎng)賦能B端、C端多樣化場景應(yīng)用
首先，千兆光網(wǎng)支撐智慧家庭率先落地應(yīng)用，提升家庭生活數(shù)字化水平。家庭逐步從家庭娛樂中心轉(zhuǎn)變?yōu)椤凹彝蕵?遠(yuǎn)程辦公+在線學(xué)習(xí)+數(shù)據(jù)交互+智能控制”的多元化中心，智慧家庭從單品智能走向全屋智能。FTTR的高性能、高可靠性、強組網(wǎng)能力等特點很好地契合了智慧家庭等業(yè)務(wù)對于網(wǎng)絡(luò)層要素的需求，能夠真正實現(xiàn)千兆寬帶在家庭各個角落的全方位覆蓋，從而提升用戶對于智慧家庭產(chǎn)品的使用體驗。
其次，雙千兆協(xié)同，將能逐步滿足工業(yè)數(shù)據(jù)融合和精密制造的網(wǎng)絡(luò)需求。千兆光網(wǎng)適用于工業(yè)固定場景下的高性能需求，5G則適用于低時延要求的移動物體，如AGV、智能倉儲等場景。5G 和千兆光網(wǎng)進(jìn)一步協(xié)同將適用于低時延、大帶寬、抖動小、數(shù)據(jù)顆粒大且數(shù)量多的場景。這將實現(xiàn)工業(yè)企業(yè)IT和OT的深度融合，助力企業(yè)建設(shè)一網(wǎng)到底扁平高效的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，從而加速推進(jìn)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
再者，千兆光網(wǎng)在社會民生的各領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用空間，可以縮小數(shù)字鴻溝，促進(jìn)公共服務(wù)均等化。千兆光網(wǎng)在數(shù)字政府、智慧城市、教育醫(yī)療等領(lǐng)域已經(jīng)率先進(jìn)入場景落地和規(guī)模推廣階段，在農(nóng)業(yè)信息化、助力鄉(xiāng)村振興、文旅等領(lǐng)域還處于行業(yè)探索階段。未來，千兆光網(wǎng)將用于更為廣闊的民生普惠應(yīng)用場景，助力提升人民生活的幸福感、獲得感。
運營商千兆光網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展建議
運營商作為網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的主力軍，不斷夯實千兆城市數(shù)字新底座。中國電信持續(xù)開展全光網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，已覆蓋345座城市、超5億用戶單元及40萬行政村，賦能行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。中國移動建成全球規(guī)模最大的光網(wǎng)絡(luò)，覆蓋超6億住戶。中國聯(lián)通耕千兆光網(wǎng)，光纖入戶覆蓋4.5億戶家庭，全屋光寬帶用戶突破120萬，著力提升城市數(shù)字化治理能力。中國廣電以電視業(yè)務(wù)為本，以寬帶業(yè)務(wù)為基，推動骨干網(wǎng)以及接入網(wǎng)升級改造。
第一，引入滿足新興需求的功能，構(gòu)建行業(yè)適配和場景適配的千兆光網(wǎng)。一方面，千兆光網(wǎng)在不同的行業(yè)應(yīng)用場景中存在一定的需求差異。針對不同應(yīng)用場景，需結(jié)合不同場景的業(yè)務(wù)隔離、加密傳輸、可視化管理等需求，提高差異化、個性化組網(wǎng)設(shè)計能力，結(jié)合邊緣計算、云、AI、5G等技術(shù)實現(xiàn)彈性可靠的網(wǎng)絡(luò)承載。另一方面，千兆光網(wǎng)的部分行業(yè)應(yīng)用場景較為類似或標(biāo)準(zhǔn)化程度相對較高。針對類似場景，需提煉出可規(guī)模復(fù)制、可標(biāo)準(zhǔn)化的組網(wǎng)設(shè)計方案，構(gòu)建平臺化網(wǎng)絡(luò)管理入口，數(shù)字化賦能網(wǎng)絡(luò)運維。
第二，千兆光網(wǎng)助力智慧城市建設(shè)逐漸走向?qū)崟r控制，需建立以數(shù)據(jù)作為新生產(chǎn)要素的長效運營機制。智慧城市建設(shè)需要基于數(shù)據(jù)形成由物聯(lián)到智聯(lián)的演進(jìn)，實現(xiàn)經(jīng)濟社會發(fā)展質(zhì)量和治理服務(wù)水平的提升。在此過程中，電信運營商需同政府、企業(yè)等共同建設(shè)數(shù)據(jù)流通、開放與共享的制度及標(biāo)準(zhǔn)，兼顧數(shù)據(jù)隱私安全保護(hù)，形成“政府引導(dǎo)、企業(yè)主導(dǎo)、本地運營、生態(tài)繁榮”的范式，促進(jìn)數(shù)據(jù)要素與其他生產(chǎn)要素的融合發(fā)展，助力智慧城市發(fā)展建設(shè)。
第三，實現(xiàn)智慧家庭業(yè)務(wù)全面轉(zhuǎn)型，從單一網(wǎng)絡(luò)連接業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)向云網(wǎng)共同構(gòu)建的平臺型業(yè)務(wù)。運營商應(yīng)不斷深化智慧家庭相關(guān)技術(shù)，強化智能連接、智能感知、智能決策、智能交互、數(shù)據(jù)安全等方面技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用能力，重點布局平臺化應(yīng)用與開放能力服務(wù)，推動智慧家庭業(yè)務(wù)由單一寬帶通信管道運營模式，全面轉(zhuǎn)向由云網(wǎng)共同構(gòu)建的數(shù)字化，智能化、生態(tài)化的平臺化體系運營模式。運營商可通過構(gòu)建智慧家庭信息化解決方案，為用戶塑造“人-家-設(shè)備-場景-平臺”的全鏈路無感交互的智慧家庭新體驗。
第四，構(gòu)建開放生態(tài)、協(xié)同發(fā)展的新格局，通過合作進(jìn)一步推動觸點共用、協(xié)同發(fā)展。運營商可以借力FTTR千兆全光數(shù)字家庭底座優(yōu)勢，以千兆寬帶、千兆Wi-Fi作為引領(lǐng)，不斷延伸智慧家庭業(yè)務(wù)的產(chǎn)品鏈條?；谟脩粜枨螅?lián)合產(chǎn)業(yè)生態(tài)合作伙伴拓展千兆場景，提升數(shù)字家庭生活體驗。通過探索終端合作、服務(wù)合作等新型運營體系，賦能多種硬件形態(tài)、軟件應(yīng)用，進(jìn)一步搭建一體化智聯(lián)平臺。在此基礎(chǔ)上，營造聚焦養(yǎng)老健康、家庭教育、全屋智能、云電腦等新興應(yīng)用場景的一體化智慧家庭全場景生態(tài)，共同打造覆蓋全場景的明星智家應(yīng)用產(chǎn)品組合，并不斷提升智慧家庭的融合運營能力。