中国电信全光网2.0技术白皮书.docx

《中国电信全光网2.0技术白皮书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中国电信全光网2.0技术白皮书.docx（53页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、中困电信CHINATE1.ECOM中国电信全光网20技术白皮书中国电信集团有限公司2021年11月目录1 .引言12 .全光网的概念和愿景32.1. 背景和需求32.2. 概念和历程42.3. 价值和愿景63 .全光网2.0目标技术架构93.1. 全光网2.0总体目标技术架构93.2. 骨干全光网目标技术架构143.3. 城域全光网目标技术架构163.4. 接入全光网目标技术架构183.5. DCI全光网目标技术架构204 .全光网2.0分阶段演进策略224.1. 2025目标和演进策略224.2. 2030目标和演进策略255 .全光网2.0重点技术创新方向285.1. 骨干高速大容量全光传

2、输技术285.2. 城域网低成本全光传输技术315.3. 基于ROADM的全光交换技术335.4. 城域光传送网技术355.5. 全光接入技术375.6. 工业PON技术395.7. 全光网智慧运营技术395.8. 光网络开放解耦技术415.9. 面向全光连接的光电集成新技术426 .全光网的未来展望44461.引言“新基建”是智慧经济时代贯彻新发展理念，吸收新科技革命成果,实现国家生态化、数字化、智能化、高速化、新旧动能转换与经济结构对称态，建立现代化经济体系的国家基本建设与基础设施建设。新型信息基础设施是“新基建”三大组成部分之作为新型信息基础设施的带宽基石，全光网将在“新基建时代迎来新的

3、发展机遇。中国政府提出：氧化碳排放力争于2030年前达到峰值、努力争取2060年前实现碳中和的“双碳”目标，全光网作为信息网络的基础设施，要在降低网络单位能耗和绿色节能方面发挥更重要作用。中国电信作为“新型信息基础设施”的建设者和运营者，坚持贯彻落实习近平总书记“加快建设高速泛在、天地一体、云网融合、智能敏捷、绿色低碳、安全可控的智能化综合性数字信息基础设施的重要指示，以“云改数转”作为企业战略转型目标，发布云网融合2030技术白皮书，按照“网是基础，云为核心，网随云动，云网一体”的思路，建设云网融合新型信息基础设施，夯实数字经济发展底座：发布碳达峰、碳中和行动计划，探索绿色低碳发展新模式。综

4、上所述，中国电信始终坚持“云改数转”战略，率先提出“全光网”理念，持续深耕细作，又率先建成一二十融合的基于可重构光分插复用（ROADM）技术的骨干全光交换网络、覆盖全国主要城市和重要互联网数据中心（IDC）的端到端全光传输网络、覆盖城乡的光纤到户（EH）全光接入网络，为经济社会高质量发展构建坚实的网络基础。“全光网”已经成为中国电信云网基础设施能力和自主可控科技创新的一张亮丽的名片.本白皮书将全面阐述中国电信全光网的概念和愿景，提出全光网目标技术架构和六大特征，以及两阶段演进策略，分析支撑全光网持续发展的重点技术创新方向，并介绍中国电信在相关领域技术创新和网络发展的重要举措。2 .全光网的概念

5、和愿景2.1. 背景和需求通信网络基础设施是“新基建”的重要基础，互联网（Imen1.eI）是通信网络的核心，而光网络一直扮演着互联网“带宽承重墙的角色。光网络技术的发展在过去三十年支撑了互联网流量的爆炸式增长，在可预见的未来，互联网流量还将保持高速增长态势。根据中国电信骨干光网络带宽的历史统计和未来预测数据，20102030年二十年骨干光网络最大链路容量的年均熨合增长率（CAGR）预计达到23%（如图1所示），2020年已经超过100Tbs,预计2027年超过300Tbs中DI电信1干M1.amg（Tb/s）图I中国电信骨干光网络最大徒珞容量增长示意图（2010-2030）云和数字化已经成为

6、全环商业模式转型的重要方向，权威咨询机构GarInCI在题为FutureofC1.oudin2025的报告中指出,云已经从计算技术转型进化到整个商业创新的基础”，报告预测到2025年云原生平台将成为超过95%的新增数字服务工作的基础。2020年，国家发改委等部门推动“东数西算”工程，加快算力基础设施建设，明确进一步打通重要数据中心集群之间的网络传输通道。2021年8月25日，中国电信发布“双碳”行动计划，将推动网络节能作为重要方向。十三五期间，中国电信率先开展并全面完成FTH全光接入网改造升级，部署全球最大的ROADM全光交换网络，推动网络能耗强度持续下降，十三五末期单位信息流量综合能耗比初期

7、下降60%。未来中国电信还将加大科研投入，推动核心技术攻关，不断探索节能降碳新技术，高效支撑数字经济绿色发展，计划到十四五末期，实现单位电信业务总量综合能耗和总量碳排放下降23%以上。基于上述背景，中国电信全面实施“云改数转战略，加快推进“云网融合”，始终坚持“网是基础”和绿色节能，率先提出“全光网”理念，解决新型通信网络基础设施在云网融合和数字化转型新时代的关键需求。网络架构方面，要满足云网融合趋势下以云为核心，云网一体的新型网络架构要求：网络技术方面，要研窕高速、大容量、低成本、安全可靠的信息传输，高品质、低时延、绿色低碳的信息交换，泛在、全场景、大带宽的信息接入，支持灵活颗粒的高效确定性

8、业务承载和面向云网融合的高品质入云和云间传输等技术：网络运营方面，要通过自动化、智能化和数字化等方向的技术创新，赋能全光网络以智慧运营能力。2.2. 概念和历程全光网是光网络技术发展到一定阶段的产物。光网络技术从全光传输起步，从最早的多模光纤85()nm波长短距传输，到单模光纤1310nmJ550nm波长中长距传输,再发展到引入掺饵光纤放大器(EDFA)的波分更用(WDM系统儿仃到上千公里的无电中继传输，最后是相干光通信技术将无电中继传输距离扩展到几千甚至上万公里，全光传输技术的容量和距离不断提升。在中国，“全光网”概念首次出现在2008年左右，随着光纤接入(FTTx)技术和软交换技术的普及，

9、电话和宽带网络在接入层采用光纤替代铜线，即“光进铜退”，全国各地广泛宣传全光网、全光城市等概念。彼时，以WDM为代表的全光传输技术已在骨干网普及，单波速率以IOGWs为主并先后向40Gbs和100Gb/s速率升级。后来将那个时期的全光网定义为全光网1.0,核心特征是骨干网以WDM技术为核心的全光传输和城域/本地网以FTTX技术为核心的全光接入。2011年2月16口，中国电信正式启动“宽带中国光网城市”行动，2017年实现了既定目标，FrTH和百兆入户的比例均超过90%,标志着全光网IO的实现。“全光网2.0”概念是中国电信于2017年在中国光网络研讨会(Opiinc1.China)大会上首次提

10、出，指出当传输和接入都实现光纤化，交换层也引入ROADM等全光交换技术后才能构成严格意义上的全光网。同一年，中国电信建成长江中下游区域RoADM骨干网络，标志着“全光网2.0”新时代的开启。2018年全球最大的光纤通信会议Optica1.FiberCommunicationConference(OFC),中国电信在大会报告(P1.enary-Speech)上首次明确全光网2.0的主要特征，包括依托ROADM设备、100G/超100G相干传输技术、智能波长交换光网络(WSON)控制平面和一跳自:达全光架构实现波长级全光调度、分钟级业务发放、秒级恢熨和亳秒级时延。此后，“全光网2.0”概念逐渐被业

11、界接受，内涵也不断丰富。到2021年，中国电信已建成一张覆盖全国除港澳台外所有省级行政区的一二千融合的基于ROADM技术的骨干全光交换网络，覆盖了近200个城市和多数大型数据中心，包括440多个RoADM节点和1600多个光放大(OA)节点，标志着全光网2.0在骨干网层面进入稳步发展阶段。随着5G和云网融合的深入发展，全光网2.0的概念也逐渐从骨干网向城域网延伸。与此同时，运营商在国家创新战略带动卜.，对网络的自主可控诉求越来越强烈，跨厂商统一管理、软件定义网络(SDN)控制和设备开放解耦等技术浪潮影响到光网络.这些新场景的应用、新业务的出现和新技术的发展都将进一步推动全光网2.0概念和内涵的

12、纵深发展。2.3. 价值和愿景在“云改数转”战略指引下，中国电信先后发布RCTNet2025网络重构技术白皮书和云网融合2030技术白皮书，按照“网是基础，云为核心，网随云动，云网一体”的思路，建设云网融合的新型信息基础设施，全光网则是新型信息基础设施的基石。全光网2.0在新的形势卜，首先要夯实“带宽基石”的基本定位，进一步挖掘光纤的带宽潜力，满足网络流量持续增长的需求：全光传输技术在骨干网需要进一步提高速率、扩展频谱和延长无电中继传输距离，在城域网则需要进一步降低成本和将WDM技术推进到网络边6缘层;全光交换技术需要进一步提升RoADM的组网范围和规模、加快故障恢复时间和提高恢复成功率；全光

13、接入技术在进一步提升接入速率、降低成本的同时，耍与行业应用加强结合，将全光网技术优势赋能给行业客户。其次要应对新形势带来的新需求，加强科研创新和自主可控，提升用户体骏：通过网络架构创新和新技术引入，在保证安全性和以光传送网(OTN)为基础的高品质、低时延业务承载优势的基础上，进一步提升业务颗粒和服务质量(QoS)的灵活性和多样性；通过新一代云网运营系统和开放解耦新技术，解决多厂商网络设备统一运营的难题，探索而向云网融合和云边协同场景的新型设备形态，进一步提升数字化智慧运营能力：通过全光网技术在单位比特信息处理方而的明显能耗优势，帮助中国电信降低网络能耗强度，助力实现，双碳”承诺目标。全光网2.

14、0的实现有利于中国电信在云网融合时代为客户提供更宽带、更安全、更可靠、更便捷的端到端云网连接服务，助力国民经济数字化转型。全光网2.0的概念一经提出就得到了产业界的广泛认可。通过不断丰富内涵，引领光通信产业链上卜游协同合作，致力于光网络从架构到关键技术、从设备到关键器件的研究和创新，强化光网络产业的自主掌控能力，在标准、技术、应用等领域充分合作，引导和推动了产业链的不断发展。全光网2.()发展目标是一张泛在全覆盖的扁平化绿色全光网络,通过全光传输、全光交换、全光接入等全光技术创新，持续为信息通信基础设施夯实带宽基础，通过自主可控的数字化智慧运营能力帮助7中国电信实现云网基础设施能力优势向商业生

15、产力优势的转化。具体而言，全光网2.0的发展愿景可以概括为如下“三化”：1、架构扁平化：网络架构扁平化是全光网2.0架构的核心，有利于实现金光直达、降低时延和功耗、简化电层复杂度架构扁平化的总体目标是从目前国干、省干、城域、接入等三到四层架构逐步向“骨干+城域”两层架构演进；在骨干网，架构扁F化的具体体现是一二干融合；在城域网，架构扁平化的具体体现是全光网到边缘，网络层次由“城域+接入”向一张全覆盖的单层架构城域全光网演进。2、网络全光化：网络全光化是全光网2.0技术的方向，目标是光网络在传输、接入全光化的基础上，实现交换路由全光化。全光网1.0时代，已经实现了传输和接入网络介质的全光纤化：全光网2.0时代，传输、接入、交换路由都尽可能在光域端到端实现：未来全光网技术和应用范围还将进一步延伸和发展，例如设备内部板卡甚至芯片间的全光互连，星间/星地全光互连等。3、运营智慈化：运营智精化是全光网2.0自主可控的关键，13标是自主掌控全光网端到端的自动化和智能化运营能力，支撑云网业务的高质量发展。引入SDN等新架构新技术，定义能力开放接口和统一信息模型：探索开放解耦光网络新架构的应用，实现对网元设备的统一管理和业务调度：引入遥测(TeIemetry)、大数据和人工智