C114訊 4月6日消息（岳明）在今日由CIOE中國光博會與C114通信網(wǎng)聯(lián)合推出的大型研討會系列活動——“2023中國光通信高質(zhì)量發(fā)展論壇”第三期“智能光網(wǎng)絡技術研討會”上，北京郵電大學信息與通信工程學院教授、博士生導師顧仁濤就IP與光網(wǎng)絡的融合新趨勢進行了深入探討與分析。
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(wǎng)絡已經(jīng)成為一種可能。
算網(wǎng)融合推動IP+光需求
顧仁濤談到，信息通信網(wǎng)當前的發(fā)展趨勢可概括為六個字：高速、高質(zhì)、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(wǎng)要求更高的QoE；同時，數(shù)字經(jīng)濟要求推動數(shù)字技術和實體經(jīng)濟深度融合，垂直行業(yè)的應用展要求更高品質(zhì)的傳輸，通信網(wǎng)需要嚴格的QoS；并且，未來網(wǎng)絡對能耗帶來巨大的挑戰(zhàn)，超大規(guī)模的通信網(wǎng)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(wǎng)絡發(fā)展出現(xiàn)了計算與網(wǎng)絡相融合的發(fā)展趨勢。算網(wǎng)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(wǎng)融合也為網(wǎng)絡帶來了更多挑戰(zhàn)，包括大容量——數(shù)據(jù)/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(wǎng)絡將回歸通信本質(zhì)，那就是轉(zhuǎn)發(fā)與交換。而轉(zhuǎn)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(wǎng)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(zhuǎn)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(wǎng)絡自身的不斷演進，從點到點的通信到端到端的光組網(wǎng)再到可編程的光組網(wǎng)，其組網(wǎng)能力和靈活調(diào)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(wǎng)絡、開放光網(wǎng)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(wǎng)絡進一步融合的開放式“IP+光” 網(wǎng)絡。他同時還強調(diào)，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(jù)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(wǎng)絡成為可能。
IP+光網(wǎng)絡的關鍵技術
而為了實現(xiàn)這一目標，行業(yè)已經(jīng)有很多相關研究和成果能夠提供支撐。
在IP+光網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)絡中的傳統(tǒng)DWDM轉(zhuǎn)發(fā)器，以滿足各種容量并達到目標。CDCa架構根據(jù)實際的非對稱流量需求，靈活調(diào)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�？删幊汤�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(diào)度尤為重要。
在IP+光網(wǎng)絡可編程協(xié)調(diào)控制技術方面，將軟件定義技術、編排技術與多層網(wǎng)絡體系相結合，可以簡化網(wǎng)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(wǎng)絡和IP網(wǎng)絡資源的協(xié)調(diào)管控，提升多層網(wǎng)絡資源利用率，降低網(wǎng)絡阻塞率。
此外，顧仁濤還詳細介紹了包括IP+光網(wǎng)絡智能化感知、智能化分析和智能化決策等技術。以IP+光網(wǎng)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(wǎng)絡能力秒級恢復。這充分發(fā)揮IP+光網(wǎng)絡中IP層與光層協(xié)同能力，完成了靈活光層向IP網(wǎng)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(diào)控制技術還是智能化技術，都將使IP+光網(wǎng)絡具有智能、靈活、可編程三大特點。在未來的通信網(wǎng)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(wǎng)絡節(jié)點）、更大帶寬（多波段寬譜域）和更加復雜（混合網(wǎng)絡架構+開放網(wǎng)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(diào)的光網(wǎng)絡還需要新型光器件及成熟產(chǎn)業(yè)鏈的支撐；再者，“IP+光”網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)絡已經(jīng)成為一種可能，并將為下一代的信息通信網(wǎng)絡做出更大貢獻。 
