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    北郵趙永利教授:算力網(wǎng)絡(luò)對F5G提出新需求 F5.5G將開啟全光互聯(lián)新時代

    3月9日消息(艾斯)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“全光算力網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研討會”上,北京郵電大學(xué)信息光子學(xué)與光通信國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室趙永利教授針對我國F5.5G技術(shù)發(fā)展面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)進(jìn)行了深入分析和觀點(diǎn)分享。

    他指出,算力是數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代國家競爭力的重要組成部分,高效算力調(diào)度需要強(qiáng)大運(yùn)力支撐。

    當(dāng)前我國千兆固網(wǎng)和5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展并駕齊驅(qū),由F5G和5G分別組成的兩張地面和天空千兆網(wǎng)絡(luò),將能夠提而算力時代全光底座所需要的確定性運(yùn)力。

    “雙千兆”時代即將到來 “雙5G”提供支撐

    2020年5月22日,我國政府工作報告明確重點(diǎn)支持新基建。工信部、國資委明確開展“雙G雙提”,推動固定寬帶和移動寬帶雙雙邁入千兆時代。

    趙永利教授談到,雙5G指的是無線5G和固定5G——無線5G意味著在空中有一個網(wǎng)絡(luò),可以實(shí)現(xiàn)無線連接。固定5G(F5G)意味著在地面上有一個網(wǎng)絡(luò),使光纖無處不在。5G和F5G都具有數(shù)據(jù)速率高、連接密度大和傳輸延遲低三種典型特征。通過雙5G的協(xié)同,打造連接和傳輸一體化,可以促進(jìn)社會全方位數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

    “通過雙千兆網(wǎng)絡(luò),我們將能夠具備數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的算力+數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)力,打造無處不在的光聯(lián)接,提供觸手可及的算力服務(wù)。通過雙千兆提供的確定性運(yùn)力,將算力與運(yùn)力相結(jié)合,將能夠全面支撐個人、家庭、行業(yè)數(shù)字化高品質(zhì)需求。”他表示。根據(jù)我國幾大電信運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)劃,全面邁入“雙千兆”時代已經(jīng)指日可待。

    可以肯定的是,當(dāng)前,我國千兆固網(wǎng)和5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展并駕齊驅(qū),用戶數(shù)量和終端數(shù)量龐大。但是,根據(jù)第三方調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,在全球5G發(fā)展水平對比中,5G覆蓋率方面,韓國領(lǐng)先,美國第四,中國第六。在5G速率方面,除我國外,美國、澳大利亞、瑞士和韓國均達(dá)到了千兆水平。同時,在F5G方面,光接入技術(shù)已是全球?qū)拵н\(yùn)營商所選擇的主流技術(shù),在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)千兆業(yè)務(wù)已成主流,萬兆業(yè)務(wù)已逐步出現(xiàn)。

    當(dāng)前F5G發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)

    趙永利教授詳細(xì)介紹到,F(xiàn)5G的關(guān)鍵技術(shù)可以根據(jù)邏輯劃分為底層平面、管道感知平面、分布式協(xié)議平面、自動管理控制平面和業(yè)務(wù)編排平面幾類。

    在底層平面,技術(shù)創(chuàng)新的驅(qū)動力是進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)容量和傳輸速度。其中最具代表性的關(guān)鍵技術(shù)有200/400/800G高速傳輸技術(shù)、光纖擴(kuò)頻技術(shù)和光交叉連接(OXC)技術(shù)。高階調(diào)制、提高線路波特率、多子載波的硅光集成模塊,可以進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)帶寬,降低每比特光傳輸?shù)某杀竞凸?。他表示,在接入網(wǎng)或骨干網(wǎng)中采用多波段共纖傳輸和C+L波段,可以充分利用現(xiàn)有光纖資源。此外,OXC采用全光背板實(shí)現(xiàn)板與板之間的網(wǎng)狀互聯(lián),可以擴(kuò)大交叉容量,降低功耗。

    “主要是從時間、空間、頻率三個維度進(jìn)行資源挖掘,實(shí)現(xiàn)多維資源的集成調(diào)度,實(shí)現(xiàn)光電與服務(wù)的協(xié)調(diào)適配。”趙永利教授分析道。

    在管道感知層平面,基于OSU的端到端傳輸框架是最重要的關(guān)鍵技術(shù)?;贠SU的OTN可以承載從2Mb/s到100Gb/s的多粒度客戶端業(yè)務(wù)訪問。2Mbps的承載能力可以為業(yè)務(wù)提供靈活的多粒度管道,有利于實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)感知,是高品質(zhì)算力網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的最佳承載技術(shù)。OSUflex的框架開銷、簡化的封裝路徑以及OSU和ODU之間的混合粒度交換將成為NG-OTN設(shè)備技術(shù)革命的關(guān)鍵。

    在分布式協(xié)議平面,其關(guān)鍵技術(shù)集中在如何對小顆粒用戶業(yè)務(wù)進(jìn)行動態(tài)快速響應(yīng),以應(yīng)對OSU帶來的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)大的復(fù)雜控制問題。因此,需要關(guān)注兩個關(guān)鍵技術(shù):1)根據(jù)業(yè)務(wù)需求的變化,快速動態(tài)調(diào)整帶寬粒度;2)海量連接的高并發(fā)業(yè)務(wù)重構(gòu)技術(shù),基于OSU的網(wǎng)絡(luò)單根光纖斷開可能影響10萬條業(yè)務(wù)。同時,趙永利教授指出,通過采用大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)極簡動態(tài)管道協(xié)議,將能夠擺脫傳統(tǒng)建立光網(wǎng)絡(luò)連接速度慢的問題。

    在自動管理控制平面,需要充分發(fā)揮資源集中控制的優(yōu)勢。光網(wǎng)絡(luò)是一個模擬網(wǎng)絡(luò),基于數(shù)字孿生的資源可視化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對光纖啞資源潛在帶寬資源的可視和管理,能夠?qū)崟r反映網(wǎng)絡(luò)資源的狀態(tài)以及業(yè)務(wù)的運(yùn)行狀態(tài),從而有效支撐資源可視以及健康保障。此外,人工智能技術(shù)已被證明可以很好地應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)故障管理。針對業(yè)務(wù)的確定性保護(hù),可以考慮采用知識圖譜等技術(shù),進(jìn)一步提高故障定位的準(zhǔn)確性和速度。為了充分發(fā)揮NFV的優(yōu)勢和為業(yè)務(wù)提供計算、存儲和傳輸資源的協(xié)同控制,探索面向資源融合的網(wǎng)絡(luò)資源協(xié)同控制方案能夠?qū)崿F(xiàn)云網(wǎng)資源的高度協(xié)同。

    在業(yè)務(wù)編排平面,意圖驅(qū)動的網(wǎng)絡(luò)切片端到端自動編排和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的全生命周期管理與部署將成為重要的關(guān)鍵技術(shù)。

    F5.5G技術(shù)發(fā)展的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

    “算力網(wǎng)絡(luò)對F5G提出新需求,推動F5G持續(xù)演進(jìn)。”趙永利教授在演講中表示,基于F5G技術(shù)的全光底座已成為新一代數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。算力網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)發(fā)展,提出了極致體驗(yàn)、云網(wǎng)融合、數(shù)字行業(yè)和自智網(wǎng)絡(luò)等新需求,從而推動F5G持續(xù)演進(jìn)。

    他強(qiáng)調(diào),為構(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、智能敏捷等方面實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)。在F5G原有的超大帶寬、全光連接、確定體驗(yàn)三個維度的基礎(chǔ)上,增加綠色全光網(wǎng)、實(shí)時可靠連接、光纖傳感和可視三個維度,由此定義了F5.5G,并推動固網(wǎng)持續(xù)演進(jìn)。

    “F5.5G將開啟全光互聯(lián)新時代。F5.5G能夠提供云光一體化服務(wù),打造全光算力網(wǎng)絡(luò)堅(jiān)實(shí)底座。通過全光一跳入云,實(shí)現(xiàn)智慧家庭沉浸XR和全屋智能;辦公類園區(qū)海量終端和泛在多元;制造類園區(qū)彈性智能和精密制造;大行業(yè)的數(shù)智生產(chǎn)和實(shí)時調(diào)度;F5.5G全光網(wǎng)泛在超寬、綠色極簡、敏捷高效和極致體驗(yàn);光纜網(wǎng)的通感一體、智能防護(hù)。”

    在趙永利教授看來,面向未來的F5.5G技術(shù)發(fā)展,我國需要主動搶占F5.5G全球標(biāo)準(zhǔn)話語權(quán)。他分析到,2019年前的F1G-F4G由西方定義標(biāo)準(zhǔn),中國被動跟隨。2019年中國率先提出F5G,歐洲ETSI共同推進(jìn),迅速成為全球共識。2022年中國主動定義F5.5G,持續(xù)引領(lǐng)標(biāo)準(zhǔn)。未來,產(chǎn)業(yè)力量需要通過發(fā)揮國內(nèi)光產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢,定義新代際,搶占產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)權(quán)、話語權(quán)。

    他指出,眼下雙千兆的發(fā)展機(jī)遇包括如下三個方面:1)提高用戶實(shí)際體驗(yàn),推進(jìn)Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)升級,提升用戶實(shí)際網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn);2)關(guān)注網(wǎng)絡(luò)個人信息安全,雙千兆網(wǎng)路需要重視網(wǎng)絡(luò)凈化、隱私保護(hù);3)迎接6G/F6G時代,構(gòu)建天地一體化“人、機(jī)、物、靈”網(wǎng)絡(luò),雙千兆能力需進(jìn)一步升級。

    “算力是數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代國家競爭力的重要組成部分,高效算力調(diào)度需要強(qiáng)大運(yùn)力支撐。雙千兆并不是技術(shù)發(fā)展的終點(diǎn)。”趙永利教授在演講的最后表示。

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    2023-03-09
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