盘点：光通信的五个发展趋势

盘点：光通信的五个发展趋势

以下⽂章来源于鲜枣课堂 ，作者⼩枣君

⽬前，我们整个社会正处于第⼆次数字⾰命（数智⾰命）的起飞阶段。

在消费互联⽹取得巨⼤成功的基础上，我们开辟了⾏业互联⽹这个新蓝海，并据此提出了数字经济和数字化转型战略。

于是，⽆数的⾏业数字化场景（例如智慧⼯⼚、智慧物流、智慧⽂旅等）涌现出来，加速了海量数据的产⽣。

根据预测，⼈类的数据产量，正在以每年50%的速度迅猛增长。

围绕这些体量庞⼤的数据，我们急需更强悍的算⼒和通信⼒，进⾏疏肝解郁的中药 应对。这就是ICT技术发展的源动⼒。

我们具体该如何应对呢？

⽆线看5G，有线看光纤。

今天这篇⽂章，⼩枣君专门讲讲有线，详细分析⼀下有线通信⾥最重要的光通信技术，以及围绕光通信技术构建的光传

输⽹络，看看在数智⾰命的巨⼤挑战下，光通信究竟是如何应对的。

提到光通信，我们还是要默默感恩⾼锟博⼠1966年的创世论⽂。

正是他的坚持和不放弃，才给我们带来了光纤这么⼀个⼏乎完美的通信介质。它具备⼤带宽、⾼性能、低成本的特点，

为后来⼈类社会信息化起步，奠定了基础。

我们⽆法想象，如果没有光纤，我们仅靠⾦属介质，建⽴如今覆盖全球的庞⼤通信⽹络，到底要消耗掉多少宝贵的资

源，会对环境造成怎样的损害。

更不⽤说，这些成本转嫁到我们普通⽤户⾝上，我们将⾯临怎样⾼不可攀的通信资费。

光纤

如今，光纤是我们整个数字社会的底座基⽯。它就像⾎管，不断输送着数以EB、ZB的数据，连接世界，创造价值。

光通信技术的未来发展趋势，紧密围绕着性能和成本，归纳起来，就是三点：

█ 发展趋势⼀：全光⽹的演进

全光⽹，是我们⾮常熟悉的名词。

光通信的⾸要任务，就是传输数据。前⾯⼩枣君也提到了，⼈类社会每天都在⾯临数据增长。为了避免拥塞，光通信必

须紧跟需求发展，持续扩增⾃⼰的带宽和容量。

须紧跟需求发展，持续扩增⾃⼰的带宽和容量。

⽬前，光通信扩增⾃⾝传输能⼒的⽅法⾮常明确，就是两条：⼀，继续提升单波容量，相当于把路修宽。⼆，升级所有

的路由交换节点，实现⾼可乐鸡翅最简单做法 速公路的点对点直达（避免换乘）。

•单波容量的提升

经过数⼗年的苦⼼经营，国内运营商当前⾻⼲⽹已经达到了单波100Gbps的⽔平。

下⼀步的发展⽬标，是单波behalf 400Gbps。⽽制约这⼀⽬标的主要障碍，是成本，尤其是光模块这样的核⼼器件的成本。

除了400G之外，处于研发和试验阶段的，是800G和1.2T。

想要实现单波速率提升，主要有两个办法：采⽤更⾼阶的调制⽅式、提升波特率。

⾼阶调制虽然可以成倍提速，但抗噪声能⼒差。也就是，和⽆线空⼝⼀样，外部环境恶化，或者传输距离远，就不能⽤

⾼阶调制，只能降阶。

⾼波特率的话，⽐⾼阶调制更有⽤。它既可以提升速率，也不会影响传输距离。但是，⾼波特率对光电器件要求很⾼。

说⽩了，属于⼯艺问题。

•光通信频谱带宽延展

除了提升单波容量之外，想要增加单根光纤的传输速率，就只能让这根光纤传输更多的波。想要更多的波，就只能进⼀

步扩展光通信的频谱带宽。

光通信其实和⽆线通信⼀样的，也是依赖频谱资源。

我们在⼀根光纤中传输不同频段的光，在考虑保护间隔的前提下，可⽤的频谱带宽越⼤，能传的光的波数越多，容量也

就越⼤。

⼀般情况下，波道采⽤C波段，频谱资源是4THz。扩展为CE波段后，频谱资源增加20%，为4.8THz。如果采⽤C++波

段，是6THz。如果采⽤C+L波段，是11THz，相⽐C波段提升了175%。（延伸阅读：链接）

如果按照单波400G的速率，C++波段（80个波），那么，⾻⼲传输容量可以提升到400G80个波=32Tbps。

为了进⼀步提升速率，专家们也没有放弃在光纤上做⽂章。

新型光纤传输技术，⽐如MCF、FMF和PCF等，现在正在成六年级下册语文书人教版 为⾏业热点。光纤头部企业，正在加紧进⾏技术研发。

•全光交换

除了提升速率带宽之外，另⼀个能⼒提升的⼿段，就是交换节点的升级扩容，这也是全光⽹2.0的精髓所在。

光通信的发展⽬标，是替换所有的电通路。换句话说，所有的数据传输，全部应该由光通路完成。

光纤不仅要铺到家庭，还要铺到每个房间，每个PC，每台电视，每个冰箱。所有固⽹接⼊，全部替换为光，消灭⽹

⼝。

此外，在设备的内部淑女图片 ，也要摈弃光电转化，直接光路到元件、到芯⽚。芯⽚与芯⽚之间，芯⽚内部之间，也全部光路。

这是光通信的终极发展⽬标。

对于普通⼈来说，这个⽬标是⽆法想象的，不是吗？

⽤户侧，⽬前我们发展到了FTTR（光纤⼊户）阶段。在⾻⼲侧，随着ROADM和OXC的普及，我们国内已经实现了全

光波长交换。

未来，全光波长交换的发展思路就是——向上和向下。⼀⽅⾯，满⾜⼩颗粒度的交换和调度（⾯向⾏业需求、切⽚）焖烧罐 。

另⼀⽅⾯，满⾜⼤颗粒的交换和调度（⾯向⾻⼲⽹容量扩增）。

想要实现ROADM调度能⼒的升级，离不开对WSS技术⼯艺的研究。这也是⽬前光通信产业链最值得关注的研究⽅向之

⼀。

█ 发展趋势⼆：解耦&⽩盒化

除了通信能⼒的不断精进之外，光通信发展的第⼆个关注点，就是成本压缩。

毕竟，企业需要⽣存，⽣存离不开利润。想要利润，除了增加收⼊之外，就只能勒紧裤腰带，减少开⽀。

作为⾏业最⼤的甲⽅，运营商控制成本最有效的⼿段，就是扶持产业链。说⽩了，⼀项技术越成熟，越开放，做的⼚商

越多，就越有可能压低价格，最终实现“⽩菜价”。

⽽⽐较悲催的是，在光通信领域，国内三家运营商互不相让，选择了不同的技术体系，让产业链左右为难。

⽬前，技术标准的争夺⽇趋激烈，产业链还在观望，举棋不定。

在国企稳增量、杜绝恶意竞争、防⽌国有资产流失的⼤背景下，⼩枣君个⼈认为，光通信技术路线的妥协归⼀，是⼤势

所趋。

省下来的钱，都是国家的钱。搞那么多的技术路线，互相内耗，确实没有必要。

在运营商“开源、解耦”的摇旗呐喊下，光通信设备⾛向灰盒化、⽩盒化，是必然的。

所有的设备开放解耦，让⼚商沦为“低端”制造⼯⼚。这样的话，更多的⼄⽅可以加⼊，进⼀步降低设备购买成本，实现

运营商⾃⾝利益的最⼤化。接⼊⽹那边的Open RAN，其实也是⼀样的思路。

█ 发展趋势三：⽹络扁平化

CAPEX（建设成本）看产业链，OPEX（维护成本）呢，只能看企业内功。

运营商的维护成本⼀直很⾼，其中最主要的组成部分，是⼈员⼯资、设备维护、能耗⽀出（电费）。

如何降低⽹络的整体能耗，如何减少⽹络的运维复杂度，进⽽降低⼈⼒投⼊，是运营商需要考虑的头等问题。站在光通

信的⾓度，就是考虑单位⽐特公⾥传输能耗和单位⽐特交换能耗的进⼀步挖潜。

光本来就是节能的技术。传输⽹中，光域的占⽐越⾼，整体的能耗就越低。尤其是WDM向ROADM全光交换演进之后，

能耗还能进⼀步降低。

光通信技术本⾝的降能耗潜⼒有限。于是，运营商想到了另⼀个办法，就是⽹络⾄简。

也就是说，尽可能让整个传输⽹变得简单，减少设备数量，提升设备能⼒，以此来削减运维成本。

⽹络⾄简的最重要举措——⽹络扁平化。

以中国电信为例。当前的中国电信传输⽹络，从宏观上分为四层，从上到下，分别是国⼲（⼀⼲）、省⼲（⼆⼲）、城

域、接⼊。

域、接⼊。

电信的想法，是直接把它们⼲成两层——国⼲和省⼲融合，城域和接⼊融合，逆境的名言 变成“⾻⼲+城域”的两层架构。

这样⼀来，设备数量肯定是减少了，不仅节约了硬件成本，还减少了空间占⽤和电费开⽀，以及⼈⼒投⼊。

扁平化后的传输⽹，将从树型架构变成MESH⽹状架构。这是⼀次⾰命性的创新，也是⼀次艰巨的挑战。对于⽹络来

说，这相当于是⼀次脱胎换⾻的⼿术。

█ 发展趋势四：城域⽹的⾓⾊转变

提到了城域⽹，我觉得有必要专门说⼀下它。

全光⽹2.0的发展路线，是先⾻⼲全光，再城域全光。

城域全光的⼀个特点，就是OTN这种昂贵的设备下沉，从仅⽤于⾻⼲，变成了城域也有。城域WDM，也将在成本进⼀

步下降后，下沉到城域边缘。

城域全光⽹，包含了城域核⼼、汇聚、接⼊三层。⾼性能设备的下沉，意味着城域⽹的定位和服务对象，将会发⽣明显

的变化。

⼀直以来，运营商们都希望凭借城域接⼊技术（PON，⽆源光⽹络）在C端的成功，将经验复制到B端，打开新的市

场。

换句话说，运营商们认为家庭宽带市场已经趋于饱和（现在在推千兆，未来推50G-PON，虽然需求不⼤），⽬前希望

⼤⼒推动针对政企⽤户的宽带接⼊市场，满⾜全业务传输需求。

升级之后，运营商的城域全光⽹，将实现对移动（基站）、家庭宽带、政企⽤户、云业务（数据中⼼）的全⾯融合承

载，也就是“⼀⽹通吃”。

政企⾏业⽤户的光接⼊需求中，值得关注的是⼯业互联⽹场景。这类场景对传输带宽、确定性时延、安全性、可靠性要

求最⾼，场景复杂，挑战很⼤。

基于OSU的M-OTN技术体系，就是基于政企⽤户场景的需求，被提出来的。它可以⽀持⼩带宽颗粒多业务承载，满⾜

⾏业应⽤的⼩颗粒低成本传输。

城域全光⽹和云⽹融合关系密切。它不仅和数据中⼼有交集，更是运营商切⼊政企客户云业务的抓⼿。例如，运营商可

以通过提供光宽带接⼊，搭配云专线业务，甚⾄兜售⾃⼰的云服务。

█ 发展趋势五：AI智能运维

除了架构变化之外，再想要极简⽹络，就只能引⼊先进运维技术的⽀持。

SDN、SDON这些就不⽤说了，运营商要求各⼚家转发与控制解耦，将所有设备的管理和业务调度能⼒集中，实现统⼀

管控。⼚商肯定不愿意这么做，然后，双⽅就处于僵持状态。

实现集中管理后，运营商通过引⼊AI⼈⼯智能技术，还有⼤数据技术，可以实现对整个传输⽹络的智能运营。这就像是

⼀个全国级的交通调度中⼼，⽽且，这个中⼼还是基于⼈⼯智能算法的，潜⼒极⼤。

⼩枣君相信，围绕“AI+SDN”，实现⽹络流量预测、性能劣化预测、故障根因分析和光纤态势感知，都将变得可⾏。通

信⼯程师的饭碗，有可能被AI砸得稀碎。

借助AI，⽹络本⾝将具备极强的⽹络⾃愈能⼒。出现问题时，AI可以进⾏快速响五行属水的饰品 应和链路调度，减少业务的中断时长，

甚⾄让客户根本感知不到故障曾经发⽣过。

除了降成本之外，引⼊智能运维还有⼀个好处，就是绿⾊节能。

除了降成本之外，引⼊智能运维还有⼀个好处，就是绿⾊节能。

通信⽹络的绿⾊节能，不再是⼀句公益⼝号。它牵扯到运营商重要的政治任务——那就是服务于国家的“双碳”战略。从

某种意义上来说，它的重要性，甚⾄⾼于省钱。