สิบแนวโน้มในการพัฒนาเครือข่ายออปติกทั้งหมด

แนวโน้มที่ 1: การปรับเครือข่ายให้สมบูรณ์

จากด้านอุปสงค์ Wei Leping เสนอว่าไมโครโปรเซสเซอร์ได้พัฒนาจากคอร์เดียวไปจนถึงหลายพันคอร์ของการประมวลผลระดับ Tera; ความสามารถของซูเปอร์คอมพิวเตอร์เพิ่มขึ้นหลายพันเท่าในสิบปี และคาดว่าจะถึง 1 แสนล้านครั้งต่อวินาทีในปี 2568 วิดีโอจะกลายเป็นพลังขับแรก ปริมาณการใช้ข้อมูลใกล้เคียงกับ 2/3 ของเครือข่าย AR/VR จะเพิ่มความต้องการความจุ การรับรู้และการตอบสนองขั้นสูงของเครื่อง IoT ระดับไฮเอนด์ต้องการแบนด์วิธความเร็วสูงและการเชื่อมต่อที่มีความหน่วงต่ำ นอกจากนี้ ข้อกำหนดของแอปพลิเคชันใหม่อื่นๆ เช่น เวลาแฝง/ความแปรปรวนต่ำ ปัจจัยกำหนด ความพร้อมใช้งานสูง เป็นต้น

ในด้านอุปทาน การเชื่อมโยงใยแก้วนำแสงใกล้จะถึงร้อยละ 100 เปอร์เซ็นต์ และใยแก้วนำแสงของเครือข่ายการเข้าถึงถึงร้อยละ 93 นับเป็นจุดสิ้นสุดของการส่งและการเข้าถึงด้วยแสงทั้งหมดในด้านเครือข่าย (เครือข่ายออปติกทั้งหมด 1.0 สเตจ) โฟโตเคมีของการส่งผ่านและโหนดสวิตช์ของเครือข่ายกำลังจะเสร็จสมบูรณ์ และกำลังขยายไปยังเครือข่ายการเข้าถึงพื้นที่เมืองใหญ่ โดยทั่วไปแล้ว การเปิดใช้งานเครือข่ายทั้งหมดกำลังย้ายจากขั้นตอน 1.0 ไปสู่ขั้นตอนใหม่ของการปรับออปติกทั้งหมดที่แท้จริงใน 2.0!

แนวโน้มที่ 2: ความจุสูงของลิงก์การส่งผ่านเครือข่ายออปติกทั้งหมด

Wei Leping แนะนำส่วนใหญ่จากสองทิศทางของดับเบิลยูดีเอ็มและทีดีเอ็ม ในหมู่พวกเขา ทิศทางหลักของ DWDM คือคลื่น C-band 80 แบบดั้งเดิมสามารถขยายไปยังคลื่น C-band 96 และขยายคลื่น C บวก -band 120 ด้วยต้นทุนเล็กน้อยและการเปลี่ยนแปลงทางเทคนิค และการขยายตัวที่เพิ่มขึ้น 20 เปอร์เซ็นต์และ ได้ร้อยละ50ตามลำดับ. ในปัจจุบัน แนวโน้มล่าสุดคือการขยายคลื่น C บวกแบนด์ 120 บวกกับคลื่น L บวกแบนด์ 120 รวมเป็น 240 คลื่น และคาดว่าการขยายตัวจะสูงถึง 200 เปอร์เซ็นต์ ความท้าทายหลักคือการสร้างความสมดุลระหว่างการชดเชยตัวกรอง Nyquist และประสิทธิภาพของเครื่องขยายเสียง

ในทิศทางของ TDM ส่วนใหญ่ใช้ oDSP ใหม่ ระยะการส่งข้อมูลคลื่นเดียว 400Gbps ของ QPSK ที่ใช้ 130G baud สามารถขยายจาก 600 กิโลเมตรเป็น 1,500 กิโลเมตร (หลังปี 2023) ซึ่งสามารถครอบคลุม 99 เปอร์เซ็นต์ของระยะทางส่วนการมัลติเพล็กซ์ของสายสัญญาณหลัก .

แนวโน้มที่ 3: ความจุสูงของโหนดการสลับเครือข่ายออปติกทั้งหมด

Wei Leping กล่าวว่าแนวโน้มการขยายตัวตามการสลับความยาวคลื่นนั้นถูกครอบงำโดย 20 มิติ 300T ของ 32-Dimension ROADM สามารถตอบสนองความต้องการปัจจุบันสำหรับความจุของโหนดที่ใหญ่ที่สุด 600T ของ 64-Dimension ROADM สามารถตอบสนองความต้องการความจุของโหนดที่ใหญ่ที่สุดในปี 2023 การมัลติเพล็กซิ่งการแบ่งพื้นที่แบบมัลติไฟเบอร์และการสลับตามการแยกทางกายภาพแบบดั้งเดิมมีอัตราการบล็อกต่ำ การเติบโตช้า ความโปร่งใสทางแสงที่ดีและยอดเยี่ยม ศักยภาพการขยายกำลังการผลิต ดังนั้นในระยะสั้นและระยะกลาง ความจุของโหนดสามารถพึ่งพาการขยายความจุของ ROADM ต่อไปได้โดยการสลับความยาวคลื่น ในระยะกลางและระยะยาว โหนดและลิงก์จะต้องพึ่งพาเทคโนโลยีการมัลติเพล็กซ์และสวิตชิ่งการแบ่งพื้นที่แบบมัลติไฟเบอร์

แนวโน้มที่ 4: การเพิ่มประสิทธิภาพอย่างต่อเนื่องของเวลาการกู้คืนเครือข่ายออปติกทั้งหมด

ส่วนใหญ่จะรวมถึงการเพิ่มประสิทธิภาพในระดับฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ ในระดับฮาร์ดแวร์ Wei Leping กล่าวว่าเวลาเปลี่ยน WSS โดยทั่วไปคือประมาณ 1 วินาที และมีพื้นที่น้อยสำหรับการปรับปรุง กุญแจสำคัญในการเปลี่ยนเวลา OTU คือการสลับความยาวคลื่นเลเซอร์ และห้องปฏิบัติการบางแห่งสามารถลดเวลาในการเปลี่ยน OTU ลงเหลือ 1 วินาทีผ่านการควบคุมและการปรับอัลกอริทึมให้เหมาะสม ภายใน 3 วินาที

ในระดับซอฟต์แวร์ ส่วนใหญ่โดยการแนะนำ "การคำนวณการกำหนดเส้นทางแบบรวมศูนย์และการควบคุมแบบกระจาย" เพื่อแทนที่ "การคำนวณแบบกระจายและการควบคุมแบบกระจาย" จะสามารถหลีกเลี่ยงความขัดแย้งของความยาวคลื่น การถ่ายทอด และการกำหนดเส้นทาง และลดเวลาการกู้คืน ผ่านการสรุปโทโพโลยีทั่วทั้งเครือข่ายของ PCE และ SDN การคำนวณล่วงหน้าสำหรับการกู้คืนความล้มเหลวสามารถทำได้โดยใช้เวลาที่ไม่ได้ใช้งานของ CPU ซึ่งจะช่วยลดเวลาการคำนวณของการกู้คืนเส้นทาง การเรียนรู้ของเครื่องถูกนำมาใช้เพื่อคาดการณ์การเสื่อมประสิทธิภาพออปติก ไฟเบอร์ออปติกหรือความล้มเหลวของอุปกรณ์ ประหยัดเวลาในการว่าจ้างบริการและการกู้คืน และแม้แต่ใช้การกำหนดเส้นทางใหม่ที่ใช้งานอยู่ ซึ่งช่วยลดเวลาการกู้คืนได้อย่างมาก

แนวโน้มที่ 5: การทำให้เป็นคลาวด์ของเครือข่ายออปติกทั้งหมด

IDC คาดการณ์ว่าในปี 2568 แอปพลิเคชันมากกว่า 90 เปอร์เซ็นต์ในจีนจะถูกย้ายไปยังระบบคลาวด์ และ DC จะใช้ระบบคลาวด์โดยสมบูรณ์ ในฐานะเครือข่ายที่สนับสนุนแอปพลิเคชัน การตระหนักว่าเครือข่ายเคลื่อนที่ไปพร้อมกับระบบคลาวด์คือแรงผลักดันที่ใหญ่ที่สุดของการทำให้เป็นคลาวด์ ยกเว้นสำหรับแอปพลิเคชันเรียลไทม์สูง ความไวสูง และแอปพลิเคชันในพื้นที่ พื้นที่ทั้งหมดของเครือข่ายจะถูกทำให้เป็นคลาวด์อย่างสมบูรณ์

นอกจากนี้ เครือข่ายแบบปิดและเข้มงวดแบบดั้งเดิมนั้นกำลังพัฒนาจากสถาปัตยกรรมที่ใช้ฮาร์ดแวร์เป็นการเปลี่ยนแปลงเชิงลึกของซอฟต์แวร์ การจำลองเสมือน ระบบคลาวด์ ระบบอัจฉริยะ และบริการ และเครือข่ายออปติกทั้งหมดก็ไม่มีข้อยกเว้น

เป็นที่น่าสังเกตว่าด้วยการเปิดตัว SDN การทำให้ซอฟต์แวร์ของเครือข่ายออปติคัลทั้งหมดเป็นจริงเป็นครั้งแรกถือเป็นพื้นฐานของการทำให้เป็นระบบคลาวด์ เนื่องจาก SDN หมายถึงการแยกส่วนซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ของเครือข่ายออปติคัลทั้งหมด การเชื่อมต่อและฟังก์ชันจะถูกกำหนดอย่างยืดหยุ่นโดยซอฟต์แวร์เท่านั้น ซึ่งจะอำนวยความสะดวกในการวิวัฒนาการที่ตามมาไปสู่การทำให้เป็นระบบคลาวด์ ข่าวกรอง และบริการ และตระหนักถึงระบบอัตโนมัติที่รวดเร็วและข่าวกรองของ เครือข่ายและบริการ การใช้งานและวิวัฒนาการ การยกระดับ และนวัตกรรมอย่างต่อเนื่อง

เทรนด์ที่ 6: การทำให้เครือข่ายออปติกทั้งหมดมีความอัจฉริยะ

Wei Leping ชี้ให้เห็นว่าการใช้การจัดการแบบรวมศูนย์และการควบคุม SDN สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของการดำเนินงานและการบำรุงรักษาได้อย่างมาก แต่การสร้าง/การลบเส้นทางออปติคัลต้องพึ่งพาคำแนะนำด้วยตนเอง และเป็นการยากที่จะบรรลุการสร้างเครือข่ายใหม่และการดำเนินการที่ใช้งานอยู่ และการบำรุงรักษา

ในประสิทธิภาพของเครือข่ายอัจฉริยะออปติคัลทั้งหมด Cognitive Optical Network (CON) เป็นหนึ่งในเครือข่ายทั่วไป นี่คือเครือข่ายออปติกอัจฉริยะรุ่นใหม่ที่ใช้การเรียนรู้ของเครื่อง ซึ่งสามารถรับรู้ ทำความเข้าใจ และเรียนรู้สภาพแวดล้อมภายนอกโดยอัตโนมัติ และปรับเปลี่ยนแบบเรียลไทม์ การกำหนดค่าเครือข่าย ปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมภายนอกอย่างชาญฉลาด หัวใจหลักของมันคือระบบการตัดสินใจด้วยความรู้ความเข้าใจที่จัดการคำขอการขนส่งและเหตุการณ์เครือข่าย ระบบควบคุมและจัดการมีหน้าที่ควบคุมและเผยแพร่สัญญาณที่เกี่ยวข้อง ไม่เพียงแต่ปรับการกำหนดค่าเครือข่ายออปติกให้เหมาะสมโดยอัตโนมัติเท่านั้น แต่ยังตรวจจับและค้นหาข้อผิดพลาดได้อย่างรวดเร็ว ตรวจสอบประสิทธิภาพเส้นทางออปติคัลตามเวลาจริงและคาดการณ์คุณภาพ ปรับพารามิเตอร์การส่งสัญญาณให้เหมาะสมโดยอัตโนมัติ ใช้การคาดการณ์การรับส่งข้อมูลและการวางแผนเส้นทาง ดำเนินการค้นหารากของข้อบกพร่อง และลดออปติคัล เวลาการกู้คืนเลเยอร์ คุณภาพโดยรวมของเครือข่ายออปติกทั้งหมด

แนวโน้มที่ 7: การเปิดกว้างของเครือข่ายออปติกทั้งหมด

เพื่อรับมือกับสถานการณ์ที่รุนแรงของการพัฒนาอุตสาหกรรมที่อ่อนแอ ประสบการณ์การพัฒนาของอุตสาหกรรมไอทีและโอกาสในการแนะนำ SDN/NFV/Cloud ถูกนำมาใช้เพื่อตระหนักถึงการแยกฟังก์ชันระหว่างและภายในเลเยอร์ ลดต้นทุน และสร้าง ระบบนิเวศอุตสาหกรรมแบบเปิดสู่การเป็นอุตสาหกรรมโทรคมนาคมที่ยั่งยืน กุญแจสู่การพัฒนาและความเห็นพ้องต้องกัน Wei Leping กล่าวว่า SDN หมายถึงการแยกซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ออกจากกัน และฟังก์ชั่นเครือข่ายที่ใช้ซอฟต์แวร์ ซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับการเปิดเครือข่าย นอกจากนี้ เริ่มจากเครือข่ายการเข้าถึงแบบไร้สาย เขตข้อมูลต่างๆ ของเครือข่ายค่อยๆ เปิดขึ้น เช่น การกำหนดมาตรฐานอินเทอร์เฟซ การแยกซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ การแยกส่วนออปโต การแบ่งส่วนสีขาวของฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์โอเพ่นซอร์ส ฯลฯ เครือข่ายออปติกทั้งหมดไม่มี ข้อยกเว้น เป็นพื้นที่ที่มีการเคลื่อนที่เร็วที่สุดแห่งหนึ่ง Wei Leping ยังกล่าวอีกว่าขั้นตอนการเปิดส่วนใหญ่รวมถึงการเปิดระบบสายแสง การเปิดโหนดการสลับแสง และการเปิดบล็อกการทำงาน

แนวโน้มที่ 8: เครือข่ายออปติคัลทั้งหมดแพร่หลาย

ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของแอปพลิเคชันด้านอุปสงค์และการลดต้นทุนอุปกรณ์ด้านอุปทานอย่างต่อเนื่อง เครือข่ายออปติคัลทั้งหมดจึงเริ่มขยายไปยังขอบเครือข่าย โดยมุ่งสู่เครือข่ายออปติคัลที่แพร่หลายแบบ end-to-end Wei Leping กล่าวว่าทั้งด้านการส่งเครือข่ายและด้านการเข้าถึงเครือข่ายมีการเปลี่ยนแปลง เขาเสนอว่าเป้าหมายระยะยาวของเครือข่ายออปติกทั้งหมดคือการกลายเป็นซ็อกเก็ตออปติคัลที่แพร่หลายเหมือนเต้ารับไฟฟ้า

แนวโน้มที่ 9: การเพิ่มประสิทธิภาพของต้นทุนเครือข่ายออปติกทั้งหมด

ในด้านการส่งสัญญาณของเครือข่าย กุญแจสำคัญคือนวัตกรรมทางเทคโนโลยีและการประหยัดจากขนาด นวัตกรรมในระดับฟิสิคัลเลเยอร์คือการลบฟังก์ชันที่ไม่จำเป็นออกจากขอบของเครือข่าย และผ่อนปรนข้อกำหนดด้านอุณหภูมิที่รุนแรงโดยไม่จำเป็น พัฒนาอุปกรณ์สวิตชิ่งออปติคอลรุ่นใหม่ ที่เลเยอร์เครือข่าย มันคือ "กล่องสีเทา" หรือแม้แต่ระบบ "กล่องสีขาว" ที่ควบคุมโดย SDN การแยกส่วนซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ และการแยกส่วนด้วยออปโตอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งส่งเสริมการเปิดและความมั่งคั่งของระบบนิเวศเครือข่ายออปติกทั้งหมด ในแง่ของสถาปัตยกรรม ควรแนะนำสถาปัตยกรรมเครือข่ายเขตเมืองใหม่ที่มี Converged Bearer ร่วมกับการปรับใช้เอดจ์คลาวด์ ในเวลาเดียวกัน ยังจำเป็นต้องตระหนักถึง ITization ของ Edge DCI และอุปกรณ์อื่นๆ รวมถึงสถาปัตยกรรมแบบเปิด มาตรฐานอินเทอร์เฟซ การแยกซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ การแยกส่วนออปโต การลดโปรโตคอล ซอฟต์แวร์โอเพ่นซอร์ส กล่องสีเทา/กล่องสีขาว จัดการได้ และควบคุมได้เป็นต้น

ในด้านการเข้าถึงเครือข่าย กุญแจสำคัญยังคงเป็นนวัตกรรมทางเทคโนโลยีและการประหยัดต่อขนาด การคิดที่คล้ายกันและเทคโนโลยีนวัตกรรมเฉพาะที่แตกต่างกัน ต้นทุนที่มีความอ่อนไหวสูงคือความท้าทาย สุดท้าย จำเป็นต้องสร้างมาตรฐาน F5G แบบรวม

แนวโน้มที่ 10: การพัฒนาร่วมกันของการเข้าถึงออปติกทั้งหมดและ 5G/6G

เครือข่ายออปติคัลทั้งหมดไม่เพียงเป็นผู้ให้บริการ 5G/6G ที่ดีที่สุดเท่านั้น และส่วนการเข้าถึงออปติกยังเป็นคู่แข่งของ 5G/6G อีกด้วย ทั้งสองสามารถประสานและทำงานร่วมกันเท่านั้น และแต่ละคนมีจุดแข็งของตัวเองและไม่สามารถละเลยได้

Wei Leping อธิบายรายละเอียดจากประเด็นต่อไปนี้ ในแง่ของแอปพลิเคชันทางธุรกิจ 5G/6G มุ่งเน้นไปที่บริการข้อมูลและวิดีโอขนาดสั้นที่มีหน้าจอขนาดกลางและขนาดเล็ก แบนด์วิธและคุณภาพปานกลาง และบริการข้อมูลและวิดีโอที่มีหน้าจอขนาดใหญ่ แบนด์วิดท์สูง และคุณภาพสูงในด้านการเข้าถึงด้วยแสง ในแง่ของรูปแบบธุรกิจ การเข้าถึงแบบออปติคอลไม่ไวต่อทราฟฟิกและมักจะใช้ระบบสมัครสมาชิกรายเดือน ในขณะที่ 5G/6G ไวต่อทราฟฟิกและมุ่งเน้นไปที่ระบบทราฟฟิกแบบแบ่งชั้นที่มีการจำกัดทราฟฟิก 5G เน้นที่ความเร็วต่ำกว่า 50Mb/s ซึ่งประหยัดกว่า เครือข่ายการเข้าถึงออปติก Gigabit ไม่ไวต่อความเร็ว และมุ่งเน้นไปที่ความเร็วที่สูงกว่า 50Mb/s Fixed-Mobile Convergence จะค่อยๆ ย้ายจาก Fixed-Mobile Convergence (FMC) แบบดั้งเดิมที่ไม่ประสบความสำเร็จไปสู่ขั้นตอนใหม่ของ Wired Wireless Convergence (WWC) ภายใต้โปรโตคอล 5GC single-stack สถานการณ์อินเทอร์เน็ตเชิงอุตสาหกรรม ทั้งสองควรมุ่งเน้นไปที่สถานการณ์เคลื่อนที่และคงที่ตามลำดับ