中国移动基于OXC的光电联动型全光网赋能智慧城市

　　当前，算力网络、5G+垂直行业、政企专线等新业务快速发展，光网络作为承载业务的基石，需要向超大容量智能调度、多颗粒业务灵活接入演进，构建智慧城市光底座。
　　在今天举行的 “全光城市线上研讨会” 上，中国移动研究院基础网络技术研究所副所长张德朝表示，围绕优化网络架构、提升网络带宽、实现灵活开放组网，中国移动提出新一代基于OXC的光电联动型全光网的构想，从新型架构、超大容量、灵活接入三个维度攻关关键技术及挑战。
　　新型架构：基于OXC的光电联动型全光网
　　张德朝介绍，基于OXC的光电联动型全光网具有三大技术特征：组大网能力、光电联动和智能管控。
　　其中，组大网能力需要长距离大容量400G/800G传输技术，以及具有灵活调度能力的集成式光交叉OXC技术；为实现光电联动，在光层制定OAM机制拉通光电管控，在电层多颗粒度调度和光层波长级调度协同；在智能管控方面，基于SOTN集中式管控系统，实现光电协同管理和资源配置。
　　张德朝进一步介绍，集中式管控系统和光层OAM机制是实现光电联动的关键。在转发面，引入光层OAM机制，定义开销帧格式，同时进一步拓展光层OAM功能，实现高效光电联动。在管控面，从存、算、配三个方面进一步融合：“存”即光电资源数据互通，“算”即多层协同资源调度和优化，“配”即统一配置光电两层资源。
　　基于这种新型架构，中国移动联合业界合作伙伴实现了业务开通、协同算路、波长配置、保护恢复、故障定位等光电联动高效运维能力，相关功能已纳入现网应用。
　　超大容量：400G/800G超高速光互联前景可期
　　张德朝强调，集成式光交叉（OXC）性能是限制光层交叉容量和灵活调度能力提升的核心因素。面向骨干网交叉容量提升，需进一步提升OXC容量和性能；面向智慧城市发展，城域低成本光底座的灵活调度能力有待提升。
　　面向骨干网，通道间隔扩展、高效调度需OXC性能提升。面向超400G，现有C+L波段将无法满足80波系统需求，OXC需支持新波段及提升谱宽。高效调度需提升切换时间，受LCoS刷新率、切换路径算法等限制，切换时间提升很困难。此外，现有方案下路方向采用两级WSS实现N*M CDC功能的结构和成本可根据需求进一步优化。
　　面向城域网，推动低成本、低碳节能、低时延、灵活调度光交叉技术发展。以20维、9维、4维三种规格交叉匹配核心/汇聚/接入层差异化应用需求；将CDC简化为C，多维度WSS级联简化为低维度WSS+分光器/耦合器。
　　张德朝指出，400G是100G后的下一代OTN网络基础速率，CCSA已完成长距400G光模块、系统2大核心标准立项。中国移动2021年已完成16QAM-PCS 400G实验室和现网试点，覆盖G.652.D/G.654.E和EDFA放大/拉曼EDFA混合放大4个模型。测试结果表明，16QAM-PCS@100GHz可满足G.652.D 1000km需求，但面对更长距离传输性能略显不足；16QAM-PCS@100GHz采用G.654.E+EDFA可传输1700km；QPSK@150GHz理论上具备更好的传输性能，但5nm DSP和12THz C+L 80波系统亟需突破。
　　在800G方面，存在单载波和电域子载波2大方案。单载波相比电域子载波方案具备B2B OSNR优势，RSOP容限好，DSP结构简单，为优选方案。但是，基于~90GBd的800G系统仍不是理想方案，须采用更高波特率调制器来降低传输损伤。2021年中国移动开展了800G OTN系统方案和关键技术研究，并完成实验室技术验证测试。基于~90GBd的64QAM-PCS单载波800G，采用G.654.E+混合放大，可以实现1000km+极限传输；基于~95GBd的64QAM-PCS 800G，采用G.654.E+纯拉曼放大，可以实现2000km+极限传输。相关工作在ECOC做了会议论文报告。
　　灵活接入：解耦型CPE/OSU使能下一代OTN网络
　　随着OTN逐步下沉到城域网和接入网，面临接入和承载高品质专线、高清视频等1G以下小颗粒业务的需求。光业务单元OSU(Optical Service Unit)成为重要的技术手段，可以高效承载2M-1G小颗粒客户信号。OSU在继承OTN高质量业务承载优点的同时，可以提升小颗粒业务承载的带宽利用率和支持数量。
　　国内外标准组织正在推动OSU标准化进程，主要涉及技术、设备、管控三大核心标准。在CCSA层面，技术、设备标准于2021年10月基本成稿，包含OSU00、OSU01两个版本；管控标准于2021年底立项。在ITU-T层面，技术标准G.osu于2020年初立项，开销功能等也已经初步确定，但目前仍面临国际上技术路线层面的困难和挑战。
　　在OSU产业方面，已经构建了涵盖运营商、大型设备厂家、CPE设备厂家、芯片厂家的完整OSU产业链。目前，业界已有OSU芯片完成流片，部分厂家支持OSU功能的OTN设备已具备测试验证条件。
　　面向OSU小颗粒业务数量大幅增加对管控技术提出的新挑战，如大规模小颗粒业务路由计算/连接控制、基于OSU的快速业务响应和连接调整、客户侧业务/算力感知，以及更高的生存性保障要求等，需要在轻量级协议机制、OSU随路开销、多层次协同和业务感知能力等多维度提升SOTN管控能力。
　　对于OSU组网及部署应用，城域汇聚及以上OSU设备采用统一方案，接入CPE/Hub OSU设备考虑灵活部署；城域网采用OSU承载小颗粒业务，骨干网考虑采用ODU透传方式。张德朝表示，希望国内协同一致推进OSU国际标准化进程，加速标准制定和完善；产业链联合开展设备和芯片研发，推动技术和产品成熟。
　　张德朝同时指出，推动解耦型CPE OTN技术成熟并实现规模应用，可以提升专网灵活性、降低组网成本。经过两年的能力，中国移动在2021年实现了CPE OTN的首次规模集采，实现8家盒式CPE OTN和6家插卡式CPE OTN的规模商用。面向未来演进，将推进CPE OTN设备功能、性能优化，末端设备需引入OSU小颗粒能力，实现业务端到端灵活承载和调度；面向算力协同，需提升客户侧业务感知能力，实现业务快速响应。
　　张德朝表示，当前CPE OTN产品主芯片采用多颗FPGA等已有芯片进行组合的方案，芯片功能、性能具有优化空间，希望联合业界开展针对CPE OTN的芯片研究，优化芯片功能、性能并降低功耗。
　　【来源：C114通信网】【作者：九九】