敖立：快速發展的千兆光網

5月17日，以“數字新基礎·融合新動能·智慧新生活”為主題的2022年世界電信和資訊社會日大會在內蒙古呼和浩特成功召開。會議期間，中國資訊通訊研究院總工程師敖立發表了《快速發展的千兆光網》主題演講。

▲中國資訊通訊研究院總工程師 敖立

千兆光網是支撐社會經濟發展基石

當前，千兆光網在我國全面蓬勃發展。中國資訊通訊研究院總工程師敖立認為，“以千兆光網為代表的新一代光網路，構成了我國社會和經濟發展的基礎支撐。”

新一代光網路不僅為固定通訊提供網路連線，也是5G、資料中心、物聯網等新型基礎設施的“承載底座”，是支撐社會經濟發展基石，在拉動有效投資、促進資訊消費、賦能千行百業等方面發揮著重要作用。

千兆光網具備以下“三個特徵”，引領我國資訊通訊基礎設施新發展。

• 基礎支撐

  千兆光網能向單個使用者提供固定千兆接入能力，具有超大頻寬、超低時延、先進可靠等特徵，是5G、資料中心、物聯網等新型基礎設施的“承載底座”，為各類新型基礎設施提供基礎支撐。

• 融合賦能

  千兆光網與5G網路協同，形成固移融合的“雙千兆”網路，與各垂直行業領域緊密融合，形成賦能千兆百業的新應用，不斷延伸產業數字化的範圍和邊界，助力數字化轉型。

• 整合創新

  千兆光網與5G網路協同，將VR/AR、大資料、雲端計算、人工智慧、衛星網路、海洋資訊網路等技術深度整合，打通空、天、海、雲、網、邊，形成智慧化綜合性數字資訊基礎設施，加速資訊科技的高效融合。

產業政策加快推進千兆光網發展

近年來，國家資訊通訊頂層設計和產業政策加快推進千兆光網發展。2021年3月份，《政府工作報告》中指出，加快5G網路和千兆光網建設力度，豐富應用場景。國家“十四五”規劃中也表示，要加快建設新型基礎設施，推廣升級千兆光纖網路。

2021年9月22日，“十四五”新基建規劃中指出推動國家骨幹網和都會網路協同擴容，開展千兆光網提速改造。2022年1月12日，“十四五”數字經濟發展規劃中指出，有序推進骨幹網擴容，協同推進千兆光纖網路和5G網路基礎設施建設。

與此同時，工信部、發改委、住建部等部門也在有條不紊的推進千兆光網發展。《雙千兆三年行動計劃》中指出，千兆光網和5G協同發展，開展“百城千兆”建設。《加快發展數字家庭指導意見》中指出，鼓勵開展光纖到房間、光纖到桌面建設，著力提升住宅戶內網路質量。

工信部《“十四五”通訊規劃》中指出，要加快光傳送網(OTN)裝置向綜合接入節點和使用者側延伸部署。《雲網融合 中小城市資訊基建建設》中指出，加快建設光傳送網路OTN，實現“千城千兆”和“千城千池”建設。

我國寬頻網路全面進入光網時代

我國固定寬頻網路全面進入光網時代，正在加速向千兆光網演進，為持續高質量發展奠定堅實基礎。在網路覆蓋方面，固定寬頻網路實現全光化，千兆光網加速覆蓋。光纖到戶(FTTH)覆蓋城鄉基本所有家庭，所有城市均建成“光網城市”，FTTH/O接入埠達到10.16億。

在使用者水平方面，光纖寬頻使用者5.22億，高速寬頻使用者發展快速。截至2021年Q4，光纖寬頻接入使用者達到5.22億，百兆以上使用者滲透率93%，500M以上寬頻使用者超過1.08億。

在網路效能方面，固定寬頻網路速率持續快速提升。固定寬頻接入速率已經超過250Mbit/s，處於全球前列。根據寬頻發展聯盟釋出的《中國寬頻速率狀況報告》，2021年固定寬頻使用者體驗速率已達到62.55Mbit/s，比2013年提升16倍。

在普遍服務方面，行政村通光纖佔比達到100%。全國農村寬頻使用者總數達1.58億戶。目前已經實現全國未通寬頻的行政村“動態清零”。

“四個領先”助力我國千兆光網發展

技術水平領先。ITU 50G TDM-PON技術標準取得實質性進展，2021年4月透過PMD層和TC層標準(G.9804.2/.3)。在相關標準化工作中，我國企業佔重要地位。

ITU-T目前正在就FTTR技術的總體、物理層、資料鏈路層和管理技術等方面，開展一系列標準的制定，我國相關企業和研究機構引領標準化程式。ETSI F5G國際標準，提出技術框架和應用場景，我國積極主導推進它的相關工作。

網路能力領先。網路部署上，重點推進接入網路的10G PON改造，實現千兆光網全面覆蓋。截至2021年末，我國已建成10G PON埠786萬個，千兆光網已覆蓋超過3億戶家庭，我國千兆光網網路規模全球最大，網路能力持續領先。

產業水平領先。以華為、中興、烽火為代表的我國企業，光接入產品的市場份額均穩居全球前五位。我國光接入類產品總體出貨量，已超過全球的50%。

在千兆光網領域，我國已經建立起完整的產業鏈，關鍵裝置和器件基本實現了完全自主和突破。10G EPON&10G GPON對稱/非對稱、ASIC晶片，以及10G PON相關光模組，具備自主設計和生產能力，相關產品均能夠規模出貨。

使用者規模領先。截至2022年第一季度，我國千兆及以上接入速率的固定網際網路寬頻接入使用者已達到4596萬戶，使用者規模全球第一。我國千兆光網使用者呈快速增長的趨勢，2022年第一季度比上年末增長了1140萬戶。

推進千兆光網的四個發展趨勢

下一代光接入網將重點向大頻寬、高質量、全業務和靈活性方向發展，不斷提升使用者業務的感知和服務能力，構建高品質的服務體驗型接入網。

在大頻寬方面，10G PON網路規模部署加快，並持續向50G PON演進。構建全光家庭網路FTTR，千兆網路進一步向網路末梢推進。

在高質量方面，透過軟、硬切片提供端到端差異化承載能力，充分利用人工智慧對大資料的感知、預測和最佳化能力，提升網路服務質量。

在全業務方面，服務於家寬、政企、工業網際網路、移動承載等多樣化的業務接入場景。工業PON應用於工業網際網路場景，助力工業產業發展及數字化轉型升級。

在更靈活方面，接入網引入雲化架構，推動轉控分離。推進PON裝置Yang模型和高精度網路資料採集Telemetry技術，實現接入網靈活開放。

基礎在建，網路建設和部署是前提

工信部印發《“雙千兆”網路協同發展行動計劃(2021-2023年)》提出，我國千兆光網網路建設的發展目標。到2023年末，千兆光纖網路具備覆蓋4億戶家庭的能力，10G PON及以上埠規模超過1000萬個，千兆寬頻使用者突破3000萬戶。實現“雙百”目標，建成100個千兆城市。

在敖立看來，我國千兆光網發展正處於明顯的“爬坡期”，將持續推進網路建設和部署。

在網路部署上，重點持續推進接入網路10G PON改造，實現千兆光網對我國城鄉地區的全面覆蓋。2021年千兆光網各項網路發展目標均已超額完成，預計2023年發展目標將大幅提前實現。

在使用者發展上，近兩年我國千兆寬頻使用者快速增長，目前已經超過4500萬戶，65個省級運營商部署商用家庭千兆網路，預計我國千兆寬頻使用者還將快速攀升。

關鍵在用，創新應用是後續工作重點

當前，我國千兆光網網路能力已經全球領先，發展關鍵已從網路建設轉向應用探索。透過千兆光網創新應用，加速形成技術、網路、應用、產業相互促進的良好正迴圈，賦能千行百業，是後續發展的工作重點。

業務應用型別主要分為新型資訊消費、行業融合應用、社會民生服務三大類。

其中，超高畫質影片、AR/VR、遊戲、智慧家庭歸屬於新型資訊消費類別。工業光網、智慧交通、全光園區、生產製造業、能源、農業、港口礦工歸屬於行業融合應用類別。智慧教育、智慧醫療、遠端辦公、文化旅遊、智慧安防歸屬於社會民生服務類別。

中國資訊通訊研究院舉辦的首屆“光華杯”千兆光網應用創新大賽，共徵集到超3000個應用案例。大賽專門設定了新型資訊消費賽道，聚焦千兆光網家庭應用，AR/VR、雲遊戲、超高畫質影片、FTTR+智慧家庭是千兆光網家庭應用的重要方向。

在新型資訊消費專題參賽的458個專案中，VR/AR、超高畫質影片/雲遊戲業務專案數量均超過100個，總計佔比接近50%;遠端辦公、智慧家庭、直播等業務應用案例數量分別達到90、60與46個，在專題中佔比突出。

基於千兆光網實現家庭應用發展

伴隨家庭“高規格、新場景”VR沉浸式體驗需求日益強烈，其典型位元速率在150Mbps以上，時延抖動要小於30ms。千兆光網的大頻寬、低時延傳輸特性將為家庭下一代超高畫質VR/AR沉浸式體驗業務，提供穩定傳輸底座。

新網路：透過Wi-Fi 6、千兆光網路的10G ONU、OLT和雲網協同細路由選路、端到端QoS優先順序提供了高頻寬、低時延的8K VR/AR專用通道。

新平臺：透過邊緣服務節點下沉、雲網邊能力協同，提供VR/AR新視覺專區後臺加速沉浸式影片儲存、CDN、AI超解析度等能力。

新終端：新形態創新終端包括支援國內自主可控超高畫質影片標準體系的VR一體機、VR機頂盒、8K、VR/AR分體主機。

雲遊戲客戶是寬頻應用場景受眾最大的年輕客戶群，這類客戶對網路時延的穩定性大有需求。採用本地與雲端相結合的網路架構，充分基於千兆光網路資源承載能力，可以根據運營商的實際使用者量及資源情況，合理調配不同的資源。

在都會網路機房建設“遊戲雲”平臺，透過高速千兆光網入戶，使用者無需購買高階個人電腦裝置，無需下載安裝各大型主機遊戲介質，即可實現低時延、低成本的遊戲資料上雲。

千兆光網憑藉其傳輸頻寬大、抗干擾性強、微秒級連線的優勢，可以保障高位元速率、高併發、高感知的超高畫質影片傳輸，結合邊緣計算技術能夠滿足終端使用者高畫質影片的流暢觀看體驗。

在終端及家庭網路裡，FTTR與Wi-Fi 6提升家庭寬頻服務質量，解決最後一段接入質量問題。

在接入網路裡，結合10G PON千兆接入的優勢和光分配網路(ODN)的覆蓋，透過端到端全光網路，保障超高畫質影片傳輸品質。

在承載網路裡，憑藉光傳輸技術具備的大頻寬、低時延和零丟包的網路品質優勢，保證內容平臺到邊緣雲平臺的高速資源快取，以及端到端穩定低時延傳輸。

千兆光網+FTTR具有良好的發展和產業前景

2021年4月6日，住房和城鄉建設部等十六部門聯合印發《關於加快發展數字家庭，提高居住品質的指導意見》(建標〔2021〕28號)，提出鼓勵開展光纖到房間、光纖到桌面建設，著力提升住宅戶內網路質量。

推動與全屋智慧業務協同，是推進千兆光網+FTTR發展的重要方向。

中國有4.6億家庭，預計在十四五期間，將可能有15～20%左右家庭改造FTTR，由此將帶來累計超過1300億的改造空間。同時，FTTR千兆體驗將帶動家庭數字應用與智慧家居產業的蓬勃發展，將可能帶來5000+億的市場空間。

FTTR在智慧家庭組網中具有廣泛的應用場景，可以實現千兆光接入網向千兆家庭網路發展。目前，ITU-T FTTR標準化工作已經開展，包括從網路架構、光層引數、互動協議，以及遠端管理四個方面。

面向未來，千兆光網技術框架需持續演進

F5G是第五代固定通訊網路，由歐洲電信標準協會(ETSI)定義，致力於從光纖到戶邁向光聯萬物。

F5G基於光纖通訊技術，具有超大頻寬、全光聯接、低時延、安全穩定等特點，支撐實現千兆家庭、萬兆樓宇和T級園區，並賦能千行百業體驗高品質網路，尤其適合企業園區、資料中心互聯、電力交通資料承載等基礎設施應用。

F5G關鍵技術構建起聯接家庭、政企、算力的端到端高質量全光網。它與5G是協同關係，有線網路和無線網路互相補充，提升網路應用和感知。以F5G為基石，將催生更多的新業態、新模式，賦能千行百業，帶來數字經濟的高速發展。

在之前定義的千兆接入(eFBB)、全光聯接(FFC)和體驗可保障(GRE)的F5G網路能力基礎上，下一步還要向著綠色光網、算力光網、工業光網、可靠光網演進，增強原有能力、引入新的能力，擴充更多場景，助力數字經濟新增長。