過去幾十年來，從PDH到OTN、從PSTN到FTTH，固網(wǎng)技術(shù)不斷演進，與移動網(wǎng)絡(luò)并駕齊驅(qū)，共同推動了信息社會高速發(fā)展。
但與移動網(wǎng)絡(luò)有著從1G到5G的清晰代際定義和逐步統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系不同，一直以來，固網(wǎng)產(chǎn)業(yè)內(nèi)ITU-T、IEEE、BBF、TMF等多個標(biāo)準(zhǔn)組織并立，相互間缺乏協(xié)同，沒有整體代際定義，導(dǎo)致傳送、接入、家庭網(wǎng)絡(luò)等各個網(wǎng)絡(luò)部分以及產(chǎn)業(yè)鏈上下游缺乏統(tǒng)一步伐，未能充分發(fā)揮出規(guī)模效應(yīng)。
直到兩年前，這個問題終于得到解決。2020年，ETSI（歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會）正式發(fā)布F5G，不僅面向未來業(yè)務(wù)需求定義了三大場景，且關(guān)鍵技術(shù)涵蓋端到端網(wǎng)絡(luò)，從此固網(wǎng)產(chǎn)業(yè)解決了碎片化和代際不清晰的問題，為行業(yè)協(xié)同發(fā)展點亮了燈塔。
那到今天，F(xiàn)5G發(fā)展得怎樣了?未來又將如何演進?2022年4月27日，在華為分析師大會期間由Informa Tech舉辦的“F5G持續(xù)演進，共促固網(wǎng)產(chǎn)業(yè)繁榮”峰會上，產(chǎn)業(yè)界匯聚一堂，就這些問題給出了詳細(xì)解答。
F5G發(fā)展進入快車道，
全光底座應(yīng)持續(xù)演進
首先來看一組數(shù)據(jù)。據(jù)華為統(tǒng)計，截止2021年底，全球千兆寬帶用戶數(shù)已突破6千萬，相當(dāng)于2020年之前發(fā)展總和的4倍，Wi-Fi 6家寬終端發(fā)貨量連續(xù)兩年增長超過150%，全球FTTR(光纖到房間)部署已超過50萬套；同時，F(xiàn)TTO(光纖到辦公室)/FTTM(光纖到機器)已滲透至超過2萬家企業(yè)，光網(wǎng)快速進入教育、醫(yī)療、能源、交通等行業(yè)領(lǐng)域，滿足了大量工業(yè)場景和辦公場景需求。
這表明，自F5G發(fā)布以來，產(chǎn)業(yè)界迅速形成合力，推動了光產(chǎn)業(yè)發(fā)展進入快車道，實現(xiàn)了光纖從家庭到房間、從園區(qū)到桌面、從工廠到機器的規(guī)模延伸。
伴隨著F5G規(guī)模發(fā)展，沿著電信業(yè)一貫遵循的“先有路，后有車”、 “發(fā)展一代，預(yù)研一代”的發(fā)展路徑，面向未來To C和To B領(lǐng)域永無止境的業(yè)務(wù)需求，持續(xù)推動F5G技術(shù)演進自然成為了產(chǎn)業(yè)當(dāng)下考慮的重點。事實上，在本次峰會上我們看到，面對以算力和運力為新引擎的數(shù)字經(jīng)濟時代加速到來，標(biāo)準(zhǔn)組織、設(shè)備商、運營商等產(chǎn)業(yè)各界都在積極思考和布局光網(wǎng)持續(xù)演進。
比如，為構(gòu)筑云網(wǎng)融合最堅實的網(wǎng)絡(luò)底座，中國電信在F5G時代已提出全光網(wǎng)2.0，旨在構(gòu)建一張泛在全覆蓋的扁平化綠色全光網(wǎng)。面向未來XR業(yè)務(wù)發(fā)展乃至元宇宙到來，以及智慧城市、智能制造等數(shù)智化項目加速建設(shè)，中國電信研究院院長張成良表示，全面貫徹云網(wǎng)融合戰(zhàn)略和全光網(wǎng)2.0策略，中國電信愿攜手行業(yè)伙伴，共同推進F5G持續(xù)演進，打造云網(wǎng)融合最堅實的網(wǎng)絡(luò)底座。
中國移動已將算力網(wǎng)絡(luò)作為重要發(fā)展戰(zhàn)略，提出了“網(wǎng)隨算動、一體共生、算力泛在”的發(fā)展目標(biāo)。算力網(wǎng)絡(luò)在架構(gòu)、帶寬、時延等方面對光傳送網(wǎng)提出了新的需求，為支撐算力網(wǎng)絡(luò)演進，中國移動研究院基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究所副所長張德朝表示，需以光筑底，以算為核，構(gòu)建新一代的扁平化、大帶寬、低時延光傳送網(wǎng)，并具體提出建設(shè)包含長距離大容量400G/800G、OSU等技術(shù)的基于OXC的新型光電聯(lián)動全光網(wǎng)底座。
目前，中國聯(lián)通基于F5G全光底座已在聯(lián)算、聯(lián)企、聯(lián)家三大領(lǐng)域打造了差異化品質(zhì)連接，在F5G全光傳送方面落地部署了全光云網(wǎng)、OSU應(yīng)用等多個技術(shù)創(chuàng)新，在全光接入方面已將FTTR全光Wi-Fi規(guī)模延伸至家庭和企業(yè)組網(wǎng)。面向未來從政企精品網(wǎng)向全光算力網(wǎng)演進，中國聯(lián)通研究院網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究中心總監(jiān)王光全表示，構(gòu)筑算力時代的全光底座需在綠色超寬、安全可靠、泛在靈活、智能敏捷、光算協(xié)同五大方面實現(xiàn)增強。
從F5G邁向F5.5G，
網(wǎng)絡(luò)能力再提10倍
基于以上背景，在本次峰會上，ETSI、中國信通院、中國電信、中國移動、中國聯(lián)通、Globe Telecom、MTN及華為聯(lián)合發(fā)起F5G產(chǎn)業(yè)演進發(fā)展倡議，呼吁產(chǎn)業(yè)界共同推進F5G演進方向及標(biāo)準(zhǔn)定義，共同促進固網(wǎng)產(chǎn)業(yè)繁榮發(fā)展。作為全球固定網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵一員，也是ETSI的重要成員，華為還提出了F5.5G愿景和創(chuàng)新發(fā)展方向。
那F5.5G與F5G有什么不同？
2020年2月， ETSI正式發(fā)布F5G，定義了eFBB（增強超寬帶）、FFC（全光聯(lián)接）、和GRE（可保障品質(zhì)體驗）三大場景。eFFB以10G PON、Wi-Fi 6、200G/400G等技術(shù)為代表，將寬帶能力提升10倍，為用戶提供千兆接入能力；FFC以政企OTN、工業(yè)PON、FTTR、FTTO、FTTM等技術(shù)為代表，將光纖延伸至家庭房間、企業(yè)桌面、工廠車間的機器等，實現(xiàn)將連接數(shù)量提升100倍；GRE指通過引入智能管控實現(xiàn)低時延和高可靠性，以穩(wěn)定保障家庭和企業(yè)業(yè)務(wù)體驗。
在此基礎(chǔ)上，F(xiàn)5.5G既增強了原來F5G的eFBB、FFC、GRE三大場景，又?jǐn)U展了RRL（實時韌性聯(lián)接）、OSV（光感知與可視化）、GAO（綠色敏捷全光網(wǎng)）三大新場景，將原來的“三角形”變成了“六邊形”。
在增強方面，eFBB將利用Wi-Fi 7、50G PON、800G等下一代技術(shù)，將用戶帶寬體驗從1Gbps提升到10Gbps everywhere；FFC將通過低功耗Wi-Fi技術(shù)覆蓋插座、窗簾、溫度計等更多場景，并通過光終端小型化和模組化內(nèi)嵌到行業(yè)設(shè)備，從而將業(yè)務(wù)和覆蓋場景進一步擴展，使城市的每平方公里連接數(shù)從目前的10萬提升到100萬以上；GRE將通過對用戶流量和Wi-Fi覆蓋進行算法優(yōu)化、利用運力地圖技術(shù)把專線服務(wù)從分鐘級的按資源開通提升到秒級自動化算路調(diào)度等方案，將網(wǎng)絡(luò)自動駕駛從L3升級到L4，進而實現(xiàn)家寬和專線體驗全面自動化。
在擴展方面，RRL可面向工業(yè)場景提供微秒級時延、6個9可用性的網(wǎng)絡(luò)能力；OSV可通過光感知與可視化構(gòu)建光纖通信感知融合和數(shù)字化運營能力；GAO通過“就光不就電”的技術(shù)升級，將站點能效提升10倍，進一步推進網(wǎng)絡(luò)綠色低碳化。
四大變化，
為行業(yè)創(chuàng)造新價值
從網(wǎng)絡(luò)能力看，F(xiàn)5.5G通過50G PON、Wi-Fi 7、800G、ADN L4、確定性低時延、光纖傳感、綠色低碳等關(guān)鍵技術(shù)，比F5G的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接能力提升了10倍以上，且具備微秒級超低時延等網(wǎng)絡(luò)能力提升。那從業(yè)務(wù)的角度看，這些能力提升將帶來哪些新價值?
在會上，華為常務(wù)董事、ICT基礎(chǔ)設(shè)施業(yè)務(wù)管理委員會主任汪濤展望，F(xiàn)5.5G能為行業(yè)帶來從千兆無處不在到萬兆無處不在、從電信級到工業(yè)級、從光通信到光感知以及10倍能效提升這四大變化，將在提升用戶寬帶體驗、加速行業(yè)數(shù)智化升級、開拓新應(yīng)用場景、降低網(wǎng)絡(luò)能耗等方面為運營商和客戶帶來新價值。
首先，未來隨著XR應(yīng)用逐步走進生活娛樂和工業(yè)領(lǐng)域，虛擬世界和現(xiàn)實世界加速融合，對寬帶需求將越來越高，比如，XR游戲和生產(chǎn)控制XR應(yīng)用的帶寬需求為1Gbps至10Gpbs，AR醫(yī)療輔助帶寬需求達10Gbps，未來用于工業(yè)設(shè)計的全息投影帶寬需求更是最高達1Tbps。顯然，當(dāng)前F5G千兆覆蓋是無法滿足未來需求的。
而F5.5G通過Wi-Fi 7、50G PON、800G等端到端新技術(shù)，可實現(xiàn)萬兆體驗速率無處不在，能滿足未來人們生活娛樂和行業(yè)數(shù)智化轉(zhuǎn)型需求。
其次，當(dāng)前電信級的網(wǎng)絡(luò)可靠性達4個9，保護切換時間約50ms。隨著F5G向行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型場景深入滲透，這樣的網(wǎng)絡(luò)能力無法滿足一些工業(yè)場景需求。
比如，在新能源數(shù)字電網(wǎng)中，電網(wǎng)調(diào)度自動化SCADA系統(tǒng)的調(diào)度頻次需提升10倍才能保障供電平穩(wěn)，這要求網(wǎng)絡(luò)可靠性需達到6個9，也就是意味著每年中斷時間不能長于30秒。再比如，在精密制造智慧工廠，一些生產(chǎn)IT網(wǎng)絡(luò)需要毫秒級確定性時延，生產(chǎn)OT網(wǎng)絡(luò)要求更高，需微秒級確定性時延。
面對這些情況，F(xiàn)5.5G可以通過無損多路徑方案，結(jié)合同步、緩存、多系統(tǒng)ASON等能力，滿足6個9高可靠傳輸要求；可利用高密時隙技術(shù)改變PON網(wǎng)絡(luò)的傳統(tǒng)復(fù)用模式，通過將時隙間隔縮小到4微秒的方式，將傳輸時延縮短至幾微秒，使端到端抖動小于20ns。
再者，研究實踐發(fā)現(xiàn)，光纖不僅可用于通信，還可以利用其瑞利散射、布里淵散射、拉曼散射等效應(yīng)作為環(huán)境監(jiān)測的手段，比如檢測震動、應(yīng)力、溫度等。華為在油氣管道巡檢應(yīng)用中的實踐結(jié)果顯示，通過部署光纖傳感監(jiān)測單元實時感知管道周圍環(huán)境震動變化，并結(jié)合算法對人工挖掘、塌方等異常情況進行定位，可實現(xiàn)米級定位精度和99%的事件識別準(zhǔn)確率。
面向未來，光感知技術(shù)有望廣泛應(yīng)用于火災(zāi)、地震預(yù)警、氣體、水質(zhì)檢測等場景，幫助一些行業(yè)實現(xiàn)無人值守、自動巡檢、自動預(yù)警等能力。
最后，隨著電層交叉EXC向全光交叉OXC、銅線接入向全光接入持續(xù)演進，F(xiàn)5.5G的網(wǎng)絡(luò)能效有望實現(xiàn)10倍提升。比如，當(dāng)前一個光電融合的大型樞紐的傳輸節(jié)點的功耗為337W/Tbps左右，若對全光OXC技術(shù)進行優(yōu)化，并結(jié)合FlexRate靈活速率、FlexGrid靈活方向、FlexOSU靈活顆粒、FlexADN靈活管理等技術(shù)進行靈活智能調(diào)度，可將傳輸節(jié)點功耗降至32W/Tbps左右。
過去幾十年來，隨著光通信技術(shù)不斷創(chuàng)新，網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展，如今光網(wǎng)已成為現(xiàn)代信息社會不可或缺的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。面向未來，全光網(wǎng)作為基石將繼續(xù)支撐智能社會發(fā)展。在本次峰會上，產(chǎn)業(yè)界積極擁抱新需求，適時提出從F5G向F5.5G持續(xù)演進，相信將加快推動光網(wǎng)產(chǎn)業(yè)繁榮發(fā)展，再鑄產(chǎn)業(yè)新輝煌。
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