עשר מגמות בפיתוח רשתות אופטיות

מגמה 1: אופטימיזציה מלאה של רשתות

מצד הביקוש, Wei Leping הציע שמיקרו-מעבדים התפתחו מליבה בודדת לאלפי ליבות של מחשוב ברמת Tera; יכולות מחשבי העל גדלו אלפי פעמים בעשר שנים, והיא צפויה להגיע ל-100 מיליארד מיליארד פעמים בשנייה ב-2025; וידאו יהפוך לכוח הנהג הראשון, התעבורה קרובה ל-2/3 מהרשת, AR/VR יגדיל את דרישת הקיבולת; תפיסת העל והתגובה של מכונות IoT מתקדמים דורשות רוחב פס מהיר יותר וחיבורים עם אחזור נמוך; בנוסף, דרישות יישומים חדשות אחרות, כגון חביון/ריצוד נמוך, דטרמיניזם, זמינות גבוהה וכו'.

בצד ההיצע, הסיב של קישורי התמסורת מתקרב ל-100 אחוז, וסיבולת רשתות הגישה הגיעה ל-93%, מה שמסמן את הסוף של השידור והגישה האופטי בלבד בצד הרשת. (רשת אופטית 1.0 שלב) . הפוטוכימיה של צמתי התמסורת והמיתוג של הרשת עומדת להסתיים, והיא מתרחבת לרשת הגישה של המטרופולין. באופן כללי, האקטיניזציה של הרשת כולה עוברת משלב 1.0 לשלב חדש של כל אופטיזציה אמיתית ב-2.0!

מגמה 2: קיבולת גבוהה של קישורי שידור רשת אופטיים לחלוטין

Wei Leping הציג בעיקר משני הכיוונים שלDWDMו-TDM. ביניהם, הכיוון העיקרי של DWDM הוא שניתן להרחיב את ה-C-band 80 wave המסורתי ל-C-band 96 wave ו-C plus -band 120 wave עם עלות קטנה ושינוי טכני, ורווח התרחבות של 20 אחוז ו ניתן להשיג 50 אחוז בהתאמה. נכון לעכשיו, המגמה האחרונה היא להרחיב את גלי פס 120 C פלוס פלוס פס 120 גלים עבור סך של 240 גלים, ורווח ההתרחבות צפוי להגיע עד 200 אחוז. האתגר העיקרי הוא לאזן בין פיצוי מסנן Nyquist לבין ביצועי המגבר.

בכיוון ה-TDM, בעיקר באמצעות ה-oDSP החדש, ניתן להרחיב את מרחק השידור בגל בודד של 400Gbps של QPSK המבוסס על 130G באוד מ-600 ק"מ ל-1500 ק"מ (אחרי 2023), שיכולים לכסות 99 אחוז ממרחק מקטע ריבוי קו הגזע. .

מגמה 3: קיבולת גבוהה של צמתי מיתוג רשת אופטיים

Wei Leping אמר שמגמת ההתרחבות המבוססת על מיתוג אורכי גל נשלטת כיום על ידי 20 ממדים. ה-300T של ה-ROADM הממדיים 32-יכול לענות על הביקוש הנוכחי לקיבולת הצומת הגדולה ביותר. ה-600T של ROADM 64-מימדי יכול לענות על הביקוש לקיבולת הצומת הגדולה ביותר בשנת 2023. ריבוי חלוקת החלל מרובת סיבים המבוססים על בידוד פיזי מסורתי הוא בעל קצב חסימה נמוך, צמיחה איטית, שקיפות אופטית טובה ונהדרת פוטנציאל הרחבת קיבולת. לכן, בטווח הקצר והבינוני, קיבולת הצומת יכולה להמשיך להסתמך על הרחבת קיבולת ROADM על ידי מיתוג אורכי גל; בטווח הבינוני והארוך, צמתים וקישורים יצטרכו להסתמך על טכנולוגיית ריבוי ומיתוג של חלוקת חלל מרובת סיבים.

מגמה 4: אופטימיזציה מתמשכת של זמן שחזור הרשת האופטית כולה

זה כולל בעיקר אופטימיזציה ברמת החומרה והתוכנה. ברמת החומרה, Wei Leping אמר שזמן המעבר האופייני ל-WSS הוא בערך שנייה אחת, ויש מעט מקום לשיפור; המפתח לזמן מיתוג OTU הוא החלפת אורך הגל של הלייזר, וכמה מעבדות הצליחו להפחית את זמן מיתוג ה-OTU לשנייה אחת באמצעות בקרה ואופטימיזציה של אלגוריתם. תוך 3 שניות.

ברמת התוכנה, בעיקר על ידי הכנסת "חישוב ניתוב מרכזי פלוס בקרה מבוזרת" במקום "חישוב מבוזר פלוס בקרה מבוזרת", היא יכולה למנוע את ההתנגשות של אורך גל, ממסר וניתוב, ולצמצם את זמן ההתאוששות. באמצעות הפשטה של ​​הטופולוגיה הכלל-רשתית של PCE ו-SDN, ניתן לבצע חישוב מוקדם של שחזור כשלים על ידי שימוש בזמן סרק של CPU, ובכך להפחית את זמן החישוב של שחזור מסלול. למידת מכונה מוצגת כדי לחזות ירידה בביצועים האופטיים, כשלים בסיבים אופטיים או בציוד, לחסוך בזמן הזמנת שירות ושחזור, ואפילו ליישם ניתוב מחדש אקטיבי, מה שמפחית מאוד את זמן ההתאוששות.

מגמה 5: עננות של רשתות אופטיות

IDC צופה שבשנת 2025, יותר מ-90 אחוז מהאפליקציות בסין יועברו לענן, ו-DC יהיה מבוסס ענן מלא. בתור הרשת התומכת באפליקציה, ההבנה שהרשת נעה עם הענן היא הכוח המניע הגדול ביותר של ענן. למעט זמן אמת גבוה, רגישות גבוהה ויישומים מקומיים, כל אזורי הרשת יהיו מעונן במלואו.

בנוסף, הרשת המסורתית הסגורה והנוקשה עצמה מתפתחת מארכיטקטורה מבוססת חומרה לטרנספורמציה עמוקה של תוכנה, וירטואליזציה, ענן, מודיעין ושירות, ורשתות אופטיות אינן יוצאות דופן.

ראוי לציין כי באמצעות הצגת SDN, המימוש הראשון של התוכנה של הרשת האופטית הוא הנחת היסוד של ענן. מכיוון ש-SDN פירושו ניתוק התוכנה והחומרה של הרשת האופטית הכל, החיבור והתפקוד ייקבעו בצורה גמישה רק על ידי התוכנה, מה שיקל על ההתפתחות העוקבת לענן, מודיעין ושירות, ותממש אוטומציה ואינטליגנציה מהירה של רשתות ושירותים. פריסה והתפתחות מתמשכת, שדרוג וחדשנות.

מגמה 6: אינטליגנציה של רשתות אופטיות

Wei Leping ציין כי יישום ניהול ובקרה מרכזיים של SDN יכול לשפר מאוד את יעילות התפעול והתחזוקה, אך הקמה/הסרה של נתיבים אופטיים חייבת להסתמך על הוראות ידניות, וקשה להשיג שחזור רשת ותפעול אקטיבי. ותחזוקה.

בביצועים של אינטליגנציה של כל רשת אופטית, רשת קוגניטיבית אופטית (CON) היא אחת האופייניות. זהו דור חדש של רשת אופטית חכמה המבוססת על למידת מכונה, שיכולה לתפוס, להבין וללמוד באופן אוטומטי את הסביבה החיצונית ולהתאים אותה בזמן אמת. תצורת רשת, התאמה חכמה לשינויים בסביבה החיצונית. בבסיסה מערכת קבלת החלטות קוגניטיבית המנהלת בקשות הובלה ואירועי רשת. מערכת הבקרה והניהול אחראית על בקרה והפצת האיתות הרלוונטי. זה לא רק יכול לייעל אוטומטית את תצורת הרשת האופטית, אלא גם לזהות ולאתר במהירות תקלות, לנטר ביצועי נתיב אופטי בזמן אמת ולחזות איכות, לייעל באופן אוטומטי את פרמטרי השידור, ליישם חיזוי תעבורה ותכנון ניתוב, לבצע איתור שורש תקלות ולהפחית אופטי. זמן התאוששות השכבה. האיכות הכוללת של הרשת הכל-אופטית.

מגמה 7: פתיחות של כל רשתות אופטיות

על מנת להתמודד עם המצב החמור של פיתוח ענף חלש, ניסיון הפיתוח של תעשיית ה-IT וההזדמנות להכנסת SDN/NFV/Cloud משמשים למימוש הניתוק של פונקציות בין-ותוך-שכבתיות, הפחתת עלויות ויצירת אקולוגיה תעשייתית פתוחה שתהפוך לתעשיית טלקום בת קיימא. המפתח להתפתחות ולקונצנזוס. לפי Wei Leping, SDN פירושו ניתוק של תוכנה וחומרה ופונקציות רשת מבוססות תוכנה, שהוא הבסיס לפתיחת הרשת. בנוסף, החל מרשת הגישה האלחוטית, תחומים שונים של הרשת נפתחים בהדרגה, כגון סטנדרטיזציה של ממשקים, ניתוק תוכנה וחומרה, ניתוק אופטו, איגרוף לבן של חומרה, קוד פתוח לתוכנה וכו'. רשתות כל-אופטיות אינן יוצא מן הכלל. זהו אחד האזורים הנעים ביותר. Wei Leping גם הזכיר כי שלבי הפתיחה כוללים בעיקר פתיחת מערכות קו אופטיות, פתיחת צמתי מיתוג אופטיים ופתיחת בלוקים פונקציונליים.

מגמה 8: רשת אופטית שכולה בכל מקום

עם הפיתוח המתמשך של יישומים בצד הביקוש וההפחתה המתמשכת של עלויות הציוד בצד ההיצע, הרשת האופטית כולה מתחילה להתרחב אל קצה הרשת, ומתקדמת לעבר רשת אופטית בכל מקום מקצה לקצה. Wei Leping הזכיר שגם צד השידור ברשת וגם צד הגישה לרשת משתנים. הוא הציע שהמטרה ארוכת הטווח של הרשת הכל-אופטית היא להפוך לשקע אופטי בכל מקום כמו שקע חשמלי.

מגמה 9: אופטימיזציה של עלות הרשת האופטית כולה

בצד השידור ברשת, המפתח הוא חדשנות טכנולוגית ויתרונות לגודל. חדשנות בשכבה הפיזית היא להסיר פונקציות מיותרות בקצה הרשת ולהרפות דרישות טמפרטורה קשות מיותרות; לפתח דור חדש של התקני מיתוג אופטיים. בשכבת הרשת, מדובר במערכת "קופסה אפורה" או אפילו "קופסה לבנה" הנשלטת על ידי SDN, ניתוק תוכנה וחומרה, וניתוק אופטו-אלקטרוני, המקדם את הפתיחה והשגשוג של האקולוגית של הרשת האופטית. במונחים של ארכיטקטורה, יש להציג ארכיטקטורת רשת מטרופולינית חדשה עם נושא מתכנס בשילוב עם פריסת ענן קצה. במקביל, יש צורך גם לממש את ה-ITization של קצה DCI וציוד אחר, כולל ארכיטקטורה פתוחה, תקני ממשק, ניתוק תוכנה וחומרה, ניתוק אופטי, הפחתת פרוטוקול, קוד פתוח תוכנה, קופסה אפורה/קופסה לבנה, ניתן לניהול וניתן לשליטה וכו'.

בצד הגישה לרשת, המפתח הוא עדיין חדשנות טכנולוגית ויתרונות לגודל. חשיבה דומה וטכנולוגיות חדשניות ספציפיות שונות, עלות רגישה מאוד היא האתגר. לבסוף, יש צורך לתקן את ה-F5G המאוחד.

מגמה 10: פיתוח מתואם של גישה אופטית ו-5G/6G

הרשת האופטית היא לא רק הנושאת הטובה ביותר של 5G/6G, וקטע הגישה האופטי שלה הוא גם מתחרה של 5G/6G. השניים יכולים רק לתאם וליצור סינרגיה, ולכל אחד יש את החוזקות שלו ואי אפשר להזניח.

ווי לפינג הסביר זאת בפירוט מההיבטים הבאים. מבחינת יישומים עסקיים, 5G/6G מתמקדת בשירותי נתונים וסרטונים קצרים עם מסכים בינוניים וקטנים, רוחב פס בינוני ואיכותי, ושירותי נתונים וסרטונים עם מסכים גדולים, רוחב פס גבוה ואיכות גבוהה בצד הגישה האופטית. מבחינת מודלים עסקיים, גישה אופטית אינה רגישה לתעבורה ולרוב מאמצת מערכת מנויים חודשית, בעוד ש-5G/6G רגיש לתעבורה ומתמקד במערכת התעבורה המדורגת עם תעבורה מוגבלת. 5G מתמקד במהירות מתחת ל-50Mb/s, וזה חסכוני יותר. רשת הגישה האופטית של Gigabit אינה רגישה למהירות, ומתמקדת במהירות שמעל 50Mb/s. התכנסות ניידת קבועה תעבור בהדרגה מההתכנסות הניידת המסורתית הלא מוצלחת (FMC) לשלב חדש של התכנסות אלחוטית קווית (WWC) תחת פרוטוקול 5GC של ערימה אחת. תרחישי אינטרנט תעשייתיים, השניים צריכים להתמקד בתרחישים ניידים וקבועים בהתאמה