国内光通信行业技术发展热点分析及前景展望

    一、统一交换内核技术热点　　
    中投顾问在《2017－2021年光通信行业深度调研及投资前景预测报告》中表示，当前通信网络采用多层多域网络承载业务，设备种类繁多，海量数据的分组处理能力呈指数级别提高，同时对超大容量路由运算能力提出越来越高的要求，导致机房空间紧张、能耗高、效率低。IP与光网络的融合是解决问题的有效方式之一。　　
    IP与光网络融合可以通过统一交换内核技术来实现，具有分组／ODUk／VC集中交换功能，从而减少网络层次、节省网络投资、降低维护成本，实现网络节点集约化。通过提高单槽位线卡转发能力和采用多框集群技术，可以大幅提升单节点转发能力；通过多核处理器、分布式软件架构、模块化管理等技术，可实现千万级别路由表管理。　　
    2014－2016年，部分运营商已经展开了IP与光网络的融合试点，这意味着急需在统一交换内核技术方面有进一步的突破。　　
    二、5G信道编码技术突破　　
    2016年10月，华为宣布继2016年4月份率先完成中国IMT——2020（5G）推进组第一阶段的5G空口关键技术验证和测试后，在5G信道编码领域的极化码（PolarCode）技术上再次取得最新突破。　　
    静止和移动场景、短包和长包场景的外场测试增益稳定性能优异，与高频毫米波频段上的组合测试实现了高达27Gbps的业务速率。5G要实现的10Gbps甚至20Gbps的峰值速率、千亿的连接、1毫秒的时延能力，必须以革命性的基础技术创新来提升了网络性能。高效信道编码技术以尽可能小的业务开销增加信息传输的可靠性，信道编码效率的提升将直接反映到频谱效率的改善。构造可达到信道容量或者可逼近信道容量（Shannon限）的信道编码方法，及可实用的线牲复杂度的译码算法一直是信道编码技术研究的目标。　　
    三、国内光纤传输技术突破　　
    2017年2月5日，武汉邮电科学研究院宣布，在国内首次实现560Tb／s超大容量波分复用及空分复用的光传输系统实验，可以实现一根光纤上67．5亿对人（135亿人）同时通话，这标志着我国在“超大容量、超长距离、超高速率”光通信系统研究领域迈上了新的台阶。　　
    本次实验采用具有自主知识产权的单模七芯光纤为传输介质。和普通光纤不同的是，一根单模七芯光纤相当于七根普通光纤合而为一。武汉邮科院负责人表示，如果将光纤信息传输类比作高速公路，普通光纤是单一车道，那么单模七芯光纤就相当于并行七车道，能够提供7倍于普通光纤的传输能力。通过工艺及技术上的突破，单模七芯光纤解决了多芯光纤间串扰难题，隔离度达到－70dB，把“车道”与“车道”之间的干扰和影响降到了最低。　　
    在传输介质进行创新的同时，本次实验所采用的系统设备使用了16个单光源，经过光多载波发生装置，单芯传输容量为80Tbit／s，系统传输总容量达到560Tbit／s。据介绍，经专家组测试验证，此次实现的“560Tbit／s超大容量单模多芯光纤光传输系统”为国内首次，达到了国际先进水平。　　随着移动互联网、云计算、大数据、物联网应用的快速兴起，流量激增给信息通信网络带来巨大挑战，解决网络数据流的“井喷式增长”难题正成为全球信息通信领域的竞争高地。
    国内光通信行业技术发展热点分析及前景展望2 　　
    光通信行业发展前景　　
    一、国内光网络设备发展前景　　
    目前的光通信技术面临流量快速增长、运维管控复杂、业务开通速度慢、成本和功耗高等挑战，光网络设备将向高速、大容量、分组、智能、绿色和低成本方向演进。　　
    超高速大容量传输设备研发加快。100Gb／s技术已成熟商用，在全球范围内规模部署，业界正在加快推进400Gb／s、1Tb／s超高速传输技术的研发和产业化进程，以应对未来更大容量的传输需求。目前400Gb／s国际标准正在制定，主流设备商竞相推出400Gb／s产品，中国移动在2014年已完成国内首次400Gb／s实验室及现网测试，全球运营商中已出现了成功部署案例。　　
    业务IP化主导光网络设备向“分组＋光融合”方向演进。宽带、LTE业务飞速增长，对城域网传送带宽、交换容量、分组业务识别和处理等提出了更高要求，驱动光网络设备向分组化、技术融合方向发展，未来融合分组传送和光传送功能的POTN将成为城域网传输设备的重要发展趋势。　　
    中投预测云计算、数据中心互联驱动光网络SDN化趋势明显。云计算、数据中心互联等新兴互联网业务，对光网络提出高动态、高质量、差异化和开放可编程的需求。现有静态、刚性和封闭的光网络技术架构正逐步向智能、开放的软件定义传送网（SDTN）架构演进。2014年以来，光网络SDN技术呈现快速发展态势，国际标准已经初步形成，全球运营商纷纷开展技术试验，设备商2017年将推出商用产品。　　
    网络能耗挑战日益严峻，向绿色化、低成本方向演进。随着宽带网络快速发展，网络成本和能耗问题日益凸显，光网络设备的发展呈现集成化、低成本和低功耗趋势。为了实现绿色化、低成本，光子集成、光互连、新型光交换等技术将逐步引入并持续优化。　　
    二、100G－PON规模化应用展望　　
    中投预测随着4K／8K超高清视频、智慧城市、NB－IoT等新技术、新应用的发展，全球超宽带产业新一轮提速正跃上舞台。光接入领域，在讨论10G－PON之后PON技术的演进方向时，其中一种主要的方式是采用多波长叠加的方式，每波长承载的速率是10G／25G，多波长可叠加到100G。　　
    作为后10G－PON时代PON重要研究方向，高速增长的市场也需要与之相匹配的技术，因此，100G－PON的标准化工作也已经启动。目前，100G－PON确定在IEEE／FSAN／ITU－T等标准化组织中立项，ITU－T已于2014年12月开始单波25G的相关技术讨论；IEEE也在2015年底正式立项IEEE802．3ca，发布了25G、50G及100G的目标单波速率等级。预计2020年，100G－PON将“登场”，实现大规模商用。　　
    当前，在100G－PON标准制定阶段需要探讨的关键问题较多，其中如何解决单波高速PON信号的传输问题首当其冲。另外，还存在成本问题、色散等技术问题、设备平滑演进等问题急需解决。100G－PON由于和现有的GPON有较大差别，其下行需要多波长合并传输。而PON是单纤双向传输，只需要在一根光纤中传输上下行波长，另外，波长的问题主要在研发阶段考虑技术复杂度和成本以及传输性能。　　
    系统选择将主要考虑光纤损坏及色素、光通信成本等方面。具体到波长规划方面，100G采用4个波长，每个波长25G，可选的波长规划主要有三种方案，一是全O波段，上下行4对波长均位于O波段；二是O／C／L波段一，第一个波长通道Lane0上下行波长位于O波段，其他波长位于C、L波段；三是O／C／L波段二，所有上行波长位于O波段，所有下行波长位于C、L波段。　　
    2016年，烽火通信已经与上海交大进行了40km超长距离的试验网演示，实现了100G－PON技术的核心突破，该技术基于TWDM波分时分混合架构，在1：64分光比情况下实现40km超长距离的传输，试验网验证各项指标均正常，长时间丢包率为0。　　
    中投预测100G－PON可为用户提供千兆甚至万兆级的带宽接入，也可满足2020年即将商用的5G峰值速率10Gbps的接入需求。针对家庭用户，25G将成为10G之后的下一个演进目标，是大规模千兆入户的理想接入技术，而针对企业用户，根据业务容量的不同，可灵活扩展为50G、100G速率，以满足FTTH的大连接需求，最终实现光纤接入网的可持续信息化。