他指出,IP與光的深度融合將成為一個重要的趨勢。在物理器件增強、軟件定義技術和人工智能技術(AI)賦能之下,實現(xiàn)智能、靈活、可編程“IP+光”融合型網絡已經成為一種可能。
算網融合推動IP+光需求
顧仁濤談到,信息通信網當前的發(fā)展趨勢可概括為六個字:高速、高質、綠色。
具體來看,以6G為代表的新一代信息通信技術要求更大的帶寬,峰值速率達到Tbps,通信網要求更高的QoE;同時,數(shù)字經濟要求推動數(shù)字技術和實體經濟深度融合,垂直行業(yè)的應用展要求更高品質的傳輸,通信網需要嚴格的QoS;并且,未來網絡對能耗帶來巨大的挑戰(zhàn),超大規(guī)模的通信網絡已成為世界能源消耗的不可忽視的一部分,綠色節(jié)能通信顯得尤為迫切。
同時,近年來,信息網絡發(fā)展出現(xiàn)了計算與網絡相融合的發(fā)展趨勢。算網融合在國家發(fā)展的戰(zhàn)略地位變得越來越重要。他表示,算網融合也為網絡帶來了更多挑戰(zhàn),包括大容量——數(shù)據/算力的流動;低延遲——通信時延不可忽略;高協(xié)同——多維資源實時協(xié)同。
“在這樣的挑戰(zhàn)之下,網絡將回歸通信本質,那就是轉發(fā)與交換。而轉發(fā)與交換和結果緊密相關,與‘誰來完成’無關。這將推動‘光’與‘IP’的緊密結合。”顧仁濤在演講中說到。
IP+光網絡的發(fā)展歷程
他坦言道,從歷史來看,IP和光的融合并不算非常順利。一個可能的原因在于,在過去,光傳輸是相對固定的、不太靈活的,而IP轉發(fā)交換非常靈活;這使得二者的融合存在一定障礙。所以,過去的IP+光大多采用“管道式”,即IP over WDM/OTN的模式。隨著光網絡自身的不斷演進,從點到點的通信到端到端的光組網再到可編程的光組網,其組網能力和靈活調控能力也在不斷增強,在能力上與IP技術的差距越來越小。這使得IP和光之間進行深度融合成為可能,也就是可能從“管道式”演進為“融合式”。
顧仁濤指出,路由光網絡、開放光網絡等新興技術和應用方案的出現(xiàn),都促成和推動了IP與光網絡進一步融合的開放式“IP+光” 網絡。他同時還強調,由于流量非對稱和業(yè)務動態(tài)連接等問題,讓光層具備匯聚交換能力依然不可或缺,“IP+光”協(xié)同融合仍然需要。
據其分析,物理器件推動靈活性的提升,軟件定義技術推動可編程性的提升,AI技術推動智能化的提升,這三類技術的進步使得構建智能、靈活、可編程“IP+光”網絡成為可能。
IP+光網絡的關鍵技術
而為了實現(xiàn)這一目標,行業(yè)已經有很多相關研究和成果能夠提供支撐。
在IP+光網絡靈活傳輸技術方面,相干光通信技術支持遠傳輸距離、大傳輸容量,進一步擴展傳輸容量,新型非對稱CDC-ROADM架構可以有效承載雙向非對稱流量需求,同時,可編程拉曼放大技術有助于解決多波段光通信系統(tǒng)中的光信號放大問題。具體來看,相干光通信打破長距離大帶寬光纖通信的技術瓶頸,是擴展IP網絡傳輸800GE業(yè)務的重要選擇?刹灏400GE數(shù)字相干光器件(DCOs)允許在DWDM波長上直接連接路由器,并可以補充光網絡中的傳統(tǒng)DWDM轉發(fā)器,以滿足各種容量并達到目標。CDCa架構根據實際的非對稱流量需求,靈活調整每個節(jié)點度的進、出光纖數(shù)量,以及每個添加/刪除模塊的發(fā)射機和接收機數(shù)量,降低硬件成本。此外,多波段傳輸(MBT)技術可能成為流量持續(xù)增長的未來光通信系統(tǒng)的關鍵解決方案。可編程拉曼放大器除了擁有超寬增益輪廓,還能夠以可控的方式提供任意增益輪廓,這一點對于寬譜域多波長的光資源調度尤為重要。
在IP+光網絡可編程協(xié)調控制技術方面,將軟件定義技術、編排技術與多層網絡體系相結合,可以簡化網絡控制和管理過程。他以自動化增加光旁路為例進行了介紹:在SDN環(huán)境下增加光旁路的自動化創(chuàng)建,可以實現(xiàn)光網絡和IP網絡資源的協(xié)調管控,提升多層網絡資源利用率,降低網絡阻塞率。
此外,顧仁濤還詳細介紹了包括IP+光網絡智能化感知、智能化分析和智能化決策等技術。以IP+光網絡智能化決策技術——節(jié)點恢復為例,運用靈活可變的光層連接,能夠解決核心IP節(jié)點失效引發(fā)的故障問題,實現(xiàn)節(jié)點故障下的IP網絡能力秒級恢復。這充分發(fā)揮IP+光網絡中IP層與光層協(xié)同能力,完成了靈活光層向IP網絡的賦能。
未來的挑戰(zhàn)與開放問題
“無論是靈活傳輸技術、可編程協(xié)調控制技術還是智能化技術,都將使IP+光網絡具有智能、靈活、可編程三大特點。在未來的通信網絡發(fā)展過程當中,二者融合可能會形成一些新的優(yōu)勢,甚至一些顛覆性的解決方案。但是總體來講,我們認為還有一些挑戰(zhàn)和開放問題。”
顧仁濤談到,這些挑戰(zhàn)可以歸納為更大規(guī)模(大規(guī)模網絡節(jié)點)、更大帶寬(多波段寬譜域)和更加復雜(混合網絡架構+開放網絡架構)。
而在開放問題方面,首先是需要進一步探討新型的融合控制架構,因為IP的功能和光的功能存在一定的重疊但又各有特色,如何因地制宜在不同場景下選擇不同的結構還需要進一步分析探索;大容量靈活可調的光網絡還需要新型光器件及成熟產業(yè)鏈的支撐;再者,“IP+光”網絡的資源優(yōu)化狀態(tài)空間變得極其巨大,這也會使IP+光在實時協(xié)同方面面臨更大挑戰(zhàn)。
他在最后總結說,IP與光的深度融合將成為一個重要趨勢,特別是在光的靈活性、組網能力越來越強的情況下,光與IP的互補性和協(xié)同性需求變得更為強烈。在物理器件增強、軟件定義技術和AI的賦能之下,構建智能靈活可編程“IP+光”網絡已經成為一種可能,并將為下一代的信息通信網絡做出更大貢獻。